Июн 24

лазерная допплеровскаяфлоуметрия МИкроциркуляции крови

Руководство для врачей

Под редакцией

д.м.н. А.И. Крупаткина, к.т.н. В.В. Сидорова

Москва: ОАО «Издательство «Медицина», 2005

Глава 1

Метод лазерной допплеровской флоуметрии

Метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) получил широкое развитие благодаря циклу работ, выполненных в период 1977 — 1985 годы несколькими исследовательскими коллективами. Первый коммерческий прибор, реализующий принципы метода ЛДФ, был создан шведской группой исследователей: G.E. Nilsson, T. Tenland and P.A. Oberg (Tenland T., 1982).

Название метода «Лазерная допплеровская флоуметрия» отражает содержание этого способа диагностики. Для диагностики применяется зондирование ткани лазерным излучением; обработка отраженного от ткани излучения основана на выделении из зарегистрированного сигнала допплеровского сдвига частоты отраженного сигнала, пропорционального скорости движения эритроцитов; в ходе проводимых исследований обеспечивается регистрация изменения потока крови в микроциркуляторном русле — флоуметрия.

1.1 Физические основы метода ЛДФ

Как известно, существуют оптимальные соотношения между длиной волны зондирующего излучения и размером частицы, от которой возможно получить детектируемый сигнал — при уменьшении длины волны зондирующего излучения уменьшается размер детектируемой частицы. В отличие от ультразвуковых методов диагнос-тики, основанных на эффекте Допплера, при применении более коротковолнового зондирующего лазерного излучения, возможно получить отраженный сигнал наибольшей амплитуды от отдельных эритроцитов из более тонкого слоя, около 1 мм (Fagrell B., 1994). Этот слой зондирования может содержать в зависимости от типа ткани следующие звенья гемомикроциркуляторного русла: артериолы, терминальные артериолы, капилляры, посткапиллярные венулы, венулы и артериоло-венулярные анастомозы.

Схема взаимодействия лазерного излучения с тканью показана на рис. 1.1, 1.2.

При взаимодействии лазерного излучения с тканью отраженный сигнал имеет две составляющие: постоянную и переменную. Постоянный сигнал обусловлен отражением от неподвижных структур зондируемой ткани. Переменный сигнал связан с движущимися частицами — эритроцитами.

При взаимодействии лазерного излучения с неподвижной тканью рассеянное излучения имеет ту же частоту, что и зондирующее излучение, при взаимодействии с движущимися эритроцитами частота рассеянного излучения отличается от частоты падающего излучения в соответствии с допплеровским эффектом. Допплеровский сдвиг частоты связан со скоростью эритроцитов известным выражением: Δf = 2nV/λ (где: Δf — допплеровский сдвиг частоты, n — показатель преломления излучения в ткани, V — скорость эритроцитов, λ — длина волны зондирующего излучения).

Кровеносные сосуды микроциркуляторного русла могут быть ориентированы по отношению к фронту волны зондирующего излучения под разными углами. Максимальная частота допплеровского сдвига возникает, когда векторы направления распространения фронта волны излучения и скорости движения эритроцита параллельны. Этой ситуации соответствует частотный сдвиг около 4,4 кГц для скорости эритроцитов 1 мм/с и длины волны гелий-неонового лазера 0,638 мкм при показателе преломления ткани 1,4. Для эритроцитов, которые движутся под углом к направлению зондирующего излучения, величина допплеровского сдвига частоты уменьшается пропорционально значению косинуса этого угла.

Доставка лазерного излучения к ткани и прием отраженного сигнала в приборах, реализующих метод ЛДФ, осуществляются, как правило, с помощью световодного зонда, состоящего из трех световодных волокон. Одно световодное волокно используется для передачи зондирующего излучения, а два других — являются приемными, по которым отраженное излучение доставляется к прибору для фотометрирования и дальнейшей обработки (рис. 1.1).

В зависимости от задач исследования микроциркуляции крови применяются лазерные источники мощностью 1-2 мВт, излучающие в диапазоне от зеленой до ближней инфракрасной длины волны. Глубина зондирующего слоя зависит от длины волны: чем короче длина волны, тем тоньше слой. Это обстоятельство объясняется различным поглощением излучения в биологических тканях молекулами меланина, гемоглобина, бета-каротина и билирубина.

Поглощение излучения молекулами гемоглобина является наиболее значительным для коротковолнового излучения — это приводит к уменьшению величины детектируемого рассеянного излучения. Для указанного диапазона от зеленой до инфракрасной длины волны толщина зондируемого слоя ткани может составлять от 0,5 до 2 мм (Anderson R.R., 1981).

Следует различать понятия толщины зондирующего слоя и глубины проникновения излучения в ткань.

Толщина зондирующего слоя определяется исходя из условия наибольшей величины интенсивности отраженного излучения по направлению к приемнику, причем интенсивность зондирующего излучения выбирается низкая, чтобы не вызвать стимуляцию микроциркуляции крови. Максимальная интенсивность отраженного назад излучения определяется условием первичного однократного рассеяния фотона на эритроците. При следующем вторичном рассеянии интенсивность отраженного излучения в десять раз слабее по сравнению с интенсивностью первичного акта рассеяния. Поэтому результаты вторичного рассеяния не вносят существенный вклад в отраженный сигнал.

Глубина проникновения излучения в ткань определяется поглощением и рассеянием вперед от лазерного источника. Когда излучение распространяется в биологической ткани, только незначительная часть (около 3-7%) отражается назад. Наибольшая величина мощности излучения частично поглощается или рассеивается вперед в соответствии с законом Дебая-Релея (Исимару А., 1981). Объем зондируемой ткани в методе ЛДФ определяется геометрией и оптическими параметрами световодного зонда и составляет, как правило, около 1 мм3 для излучения в красной видимой области спектра Указанный объем ткани кожи может содержать зону, включающую восходящую из глубины дермы артериолу, от которой отходят до пяти ответвлений, множество капилляров и сопутствующую нисходящую венулу с девятью сходящими посткапиллярными венулами (Braverman I.M., 1990). В этом объеме эритроциты движутся с разными линейными скоростями: от 0,68 до 3,87 мм/с в артериолах; от 0,1 до 0,6 мм/с в капиллярах и от 0,32 до 1,21 мм/с в венулах (Фолков Б. и Нил Э., 1976) (рис.1.2). Число эритроцитов в объеме 1 мм3 может достигать несколько десятков тысяч.

Следовательно, амплитуда отраженного сигнала формируется в результате отражения излучения от ансамбля эритроцитов, движущихся с разными скоростями и по-разному количественно распределенных в артериолах, капиллярах, венулах и артериоло-венулярных анастомозах. Поэтому в методе ЛДФ применяется алгоритм усреднения, который позволяет получить средний допплеровский сдвиг частоты по всей совокупности эритроцитов, попадающих в зондируемую область. В результате такого усреднения методом ЛДФ оценивается изменение потока эритроцитов. Для этого проводят обработку отраженного сигнала электронным путем, осуществляя усреднение по скоростям (допплеровским сдвигам частоты). Очевидно, что мощность отраженного излучения складывается из отдельных актов отражения излучения на каждом эритроците и, следовательно, зависит от их концентрации. На выходе прибора формируется результат флоуметрии — сигнал, амплитуда которого пропорциональна скорости и количеству эритроцитов.

Результат флоуметрии может быть представлен выражением:

ПМ = K× Nэр × Vср, (1.1)

где: ПМ — показатель микроциркуляции (амплитуда сигнала в вольтах), K — коэффициент пропорциональности (К = 1), Nэр — количество эритроцитов, Vср — средняя скорость эритроцитов в зондируемом объеме.

Таким образом, в неинвазивном методе ЛДФ результирующий параметр определяет динамическую характеристику микроциркуляции крови — изменение потока крови (перфузии ткани кровью) в единицу времени в зондируемом объеме.

В англоязычных публикациях встречаются разные названия измеряемого параметра при ЛДФ — это red (blood) cell flux, blood flux (flow), volume flux. В 1992 году в Лондоне European Laser Doppler User Group (ELDUG) было рекомендовано применять при исследованиях единый термин «Laser Doppler Perfusion» (перфузия) для описания выходного сигнала, определяемый как произведение линейной скорости эритроцитов на их концентрацию (Almond N., 1994).

Амплитуда сигнала, пропорциональная указанному произведению, измеряется в относительных или перфузионных единицах (пф.ед.). Это связано с принципиальными трудностями при калибровке метода ЛДФ in vitro и in vivo (Borgos J., 2000). При калибровке in vitro организуется, как правило, движение эритроцитов в трубках малого диаметра. В этом случае отмечается увеличение доплеровского сдвига частоты в результате эффектов многократного рассеяния фотона на эритроцитах. Второй принципиальный момент, что калибровочная система неустойчивая, так как в трубках малого диаметра происходит агрегация эритроцитов, что приводит к изменению динамической ситуации. Результаты калибровки in vivo путем сравнения метода ЛДФ с другими известными методами, косвенно оценивающими состояние микроциркуляции, могут быть применимы с большой осторожностью. Поток крови, определяемый выражением (1.1), не может быть выражен в абсолютных единицах, например, в мл/c/куб.мм (Stefanovska A., Bracic M., 1999), так как при окклюзии регистрируется броуновское движение остаточной крови, так называемый «биологический ноль», который учесть при калибровке не представляется возможным.

Формирование ЛДФ-сигнала

В методе ЛДФ выходной сигнал непрерывно регистрируется в течение времени исследований, и диагностика состояния микроциркуляции крови основывается на анализе графической записи изменений перфузии, которая называется ЛДФ-граммой.

На рис.1.3 представлена характерная ЛДФ-грамма кожного кровотока на мониторе компьютера. Ось ОХ — это время записи (t) в секундах, ось OY — показатель микроциркуляции ПМ в относительных перфузионных единицах (пф.ед.).

ЛДФ-сигнал имеет постоянную и переменную от времени составляющие, поэтому показатель микроциркуляции (перфузии) можно представить следующим выражением:

ПМ (t) = М + δПМ (t), (1.2)

где: М — постоянная составляющая перфузии и δПМ (t) — переменная составляющая перфузии.

 

Постоянная составляющая М- это средняяперфузия в микроциркуляторном русле за определенный промежуток времени исследований или за выбранный временной интервал анализа ЛДФ-граммы. Именно постоянная составляющая перфузии М является тем параметром, который сравнивают, когда диагностика основана только на анализе базального кровотока или в ходе исследований оцениваются реакции микроциркуляторного русла на функциональные пробы. Так как перфузия является динамической характеристикой и определяется выражением (1) в единицу времени, то для получения числового значения определяют среднюю величину перфузии в заданном временном интервале:

(1.3)

где: t2t1 — интервал усреднения. Временной интервал усреднения определяется частотой передачи информации в компьютер для последующей обработки.

Переменная составляющая ЛДФ-сигнала δПМ (t) обусловлена факторами, влияющими на постоянство потока крови в микроциркуляторном русле, то есть связана с обстоятельствами, изменяющими величину скорости Vср и концентрациюNэр эритроцитов. Характер изменения величины δПМ (t) определяется вариациями во времени как просветами сосудов, их внутренними диаметрами, которые контролируются активными механизмами, так и пассивными факторами в системе микроциркуляции (Schmid-Schonbein H.et.al., 1992).

Колебания перфузии регистрируются в виде сложного, непериодического процесса. Многие авторы отмечали, что режимы хаотических колебаний в физиологических системах более оптимальны для их существования, чем периодические (Трубецков Д.И., 2004). Исследования динамических процессов у здоровых индивидуумов свидетельствует о том, что наблюдаемый «хаос» присущ самой природе динамического процесса в организме. Та или иная степень хаотичности, характеризующая режим функционирования здорового индивидуума, может изменяться вследствие патологии в ту или иную сторону (Анищенко В.С., 2002). Любая биологическая система должна быть колебательной для того, чтобы она могла сохраниться и не погибнуть. Неэлектрические колебания проявляются в виде временных изменений концентрации химических веществ и механических колебаний. Поддержание незатухающих колебаний осуществляется в результате присутствия регуляторных факторов и механизмов обратной связи (Флейшман А.Н., 1999).

Активные факторы контроля микроциркуляции (факторы, непосредственно воздействующие на систему микроциркуляции) — это эндотелиальный, миогенный и нейрогенный механизмы регуляции просвета сосудов, тонуса сосудов. Эти факторы контроля регуляции модулируют поток крови со стороны сосудистой стенки и реализуются через ее мышечный компонент.

Пассивные факторы (факторы, вызывающие колебания кровотока вне системы микроциркуляции) — это пульсовая волна со стороны артерий и присасывающее действие «дыхательного насоса» со стороны вен. Эти колебания проникают с кровотоком в зондируемую область, так как микроциркуляторное русло, являющееся составной частью системы кровообращения, топографически расположено между артериями и венами.

Влияние активных и пассивных факторов на поток крови приводит к изменению скорости и концентрации потока эритроцитов. Эти изменения вызывают модуляцию перфузии, определяемую выражением (1.1), регистрируются в виде сложного колебательного процесса (рис.1.3).

Активные механизмы создают поперечные колебания (рис.1.4) кровотока в результате чередования сокращения и расслабления мышц сосудов (сменяющие друг друга эпизоды вазоконстрикции и вазодилатации). Пассивные факторы организуют продольные колебания кровотока, выражающие в периодическом изменении объема крови в сосуде. В артериолах характер изменения объема определяется пульсовой волной, в венулах — рабочим ритмом «дыхательного насоса».

В переменной составляющей δПМ (t) содержится ценная информация о модуляции кровотока. Ее расшифровка, анализ и интерпретация позволяет диагностировать состояние сосудистого тонуса и механизмов регуляции кровотоком в микроциркуляторном русле. Если постоянная составляющая ЛДФ-сигнала М характеризует величину перфузии, то δПМ (t) — механизмы контроля за перфузией.

Таким образом, для диагностики патофизиологического состояния микроциркуляторного русла следует анализировать обе составляющие, причем величина М является дополнительным, справочным параметром.

Исполнительным объектом или «мишенью» активных факторов контроля является мышечный компонент сосудистой стенки. Пассивные факторы также влияют на сосудистую стенку посредством колебаний кровотока. На рис.1.5 схематично показана пространственная локализация воздействий на мышцы сосудистой стенки активных факторов. В физиологических условиях мишенью нейрогенной регуляции являются артериолы и артериоло-венулярные анастомозы, миогенная регуляция в чистом виде локализована на прекапиллярах и сфинктерах, эндотелиальная регуляция диаметра сосудов затрагивает преимущественно прекапиллярное звено (артерии, артериолы, прекапилляры). В капиллярах регистрируются миогенные и пульсовые колебания, проникающие с кровотоком при движении через прекапилляры (Meyer M.F. et.al. 2003). Регистрируемый в ЛДФ-грамме колебательный процесс является результатом наложения колебаний, обусловленных активными и пассивными факторами.

1.2 Диагностическое значение ритмов колебаний кровотока в микроциркуляторном русле

Микроциркуляторное русло находится под многоуровневым контролем, который организован через систему с обратной связью. В процессе самоорганизации кровотока эндотелиальная активность, нейрогенный и миогенный механизмы контроля, пульсовые и дыхательные ритмы образуют положительные и отрицательные обратные связи. Очевидно, что работа активных механизмов контроля обусловливается локальными физиологическими потребностями тканей. Возрастание или снижение амплитуд пассивных ритмов может являться следствием проявления функционирования активных механизмов контроля и наоборот. Так, например, снижение сосудистого тонуса артериол (снятие спазма) вследствие уменьшения нейрогенной активности (симпатической составляющей) может приводить к возрастанию сердечного ритма в микроциркуляторном русле в результате увеличения притока артериальной крови, привносящей пульсовую волну.

В книге «Микроциркуляция в кардиологии» под ред. В.И. Маколкина, 2004г., описывается «физиологическая интеграция» механизмов контроля при остром повышении перфузионного давления, которое приводит к следующей цепочке физиологических ответов:

- повышение миогенного тонуса прекапилляров, что приводит к уменьшению диаметра сосуда,

- при уменьшении диаметра сосуда возрастают сдвиговые напряжения на сосудистую стенку, что вызывает высвобождение оксида азота эндотелием, который препятствует вазоконстрикторному эффекту и снижает (Meyer M.F. et.al. 2003) гипоксию ткани.

Пульсовая волна (пассивный фактор)

Амплитуда пульсовой волны, приносящейся в микроциркуляторное русло со стороны артерий, является параметром, который изменяется в зависимости от состояния тонуса резистивных сосудов. Очевидно, что при снижении указанного сосудистого тонуса, увеличивается объем притока артериальной крови в микроциркуляторное русло, модулированной пульсовой волной.

Увеличение амплитуды пульсовой волны может наблюдаться у пожилой группы индивидуумов вследствие снижения эластичности сосудистой стенки (например, при ангиосклерозе). У некоторых пациентов с гипертонической болезнью также может наблюдаться увеличение амплитуды пульсовой волны.

Величина амплитуды пульсовой волны может быть положительно связана с амплитудами колебаний кровотока, обусловленных функционированием нейрогенного и миогенного механизмов, от которых зависят диаметры просвета артериол и артериоло-венулярных анастомозов.

На рис.4.4 представлены для сравнения данные по разным возрастным группам, амплитуда сердечных ритмов выше для пожилых людей, по сравнению с молодыми.

Частота пульсовой волны может изменяться от 0,6 Гц для спортсменов до 1,6 Гц у пациентов с заболеваниями сердечно-сосудистой системой.

Значительный рост пульсовой волны в 5 раз относительно физиологического покоя отмечается в условиях тепловой гиперемии при температуре нагрева около 42 град. С. На рис.1.6 представлена ЛДФ-грамма с пульсовыми ритмами и амплитудно-частотный спектр колебаний.

Диагностическое значение пульсовой волны (диапазон 0,8-1,6 Гц): увеличение амплитуды пульсовой волны при повышении перфузии (рост параметра М — среднего арифметического значения показателя микроциркуляции), регистрируемые в одинаковый временной интервал, означает увеличение притока в микроциркуляторное русло артериальной крови.

Дыхательная волна (пассивный фактор)

Дыхательная волна в микроциркуляторном русле обусловлена динамикой венозного давления при легочной механической активности, присасывающим действием «дыхательного насоса». Местом локализации дыхательных ритмов в системе микроциркуляции являются венулы. Наиболее явно респираторные колебания проявляются, если снижается градиент артерио-венозного давления (Bollinger A. et.al., 1993). На рис.1.7 представлен фрагмент ЛДФ-граммы при снижении градиента давления в микроциркуляторном русле.

У здоровых людей чаще регистрируются дыхательные волны на нижних, чем на верхних конечностях в результате более высокого артериолярного сопротивления. При расширенных артериолах микроциркуляторное давление высокое, что снижает влияние на перфузию респираторного давления и проникновение дыхательных волн в систему микроциркуляции уменьшается.

В работе Schmid-Shonbein H. et.al., 1997 при гингивите фиксировались высокие респираторно-связанные колебания в диапазоне 0,24 — 0,28 Гц, обусловленные венозным давлением. Если ухудшение оттока в микроциркуляторном русле сопровождается снижением артерио-венозного давления, то амплитуды дыхательных ритмов возрастают.

Диагностическое значение дыхательной волны (диапазон 0,15-0,4Гц): заключается в ее связи с венулярным звеном. Например, увеличение амплитуды дыхательной волны указывает на снижение микроциркуляторного давления. Ухудшение оттока крови из микроциркуляторного русла может сопровождаться увеличением объема крови в венулярном звене. Это обстоятельство приводит к росту амплитуды дыхательной волны в ЛДФ-грамме, так как в отраженном сигнале при лазерном зондировании увеличивается составляющая, отраженная от эритроцитов венулярного звена. Поэтому возрастание амплитуды дыхательной волны одновременно с увеличением показателя микроциркуляции (более высокое среднее-арифметическое значение М) указывает на проявление застойных явлений в микроциркуляторном русле. Иногда активация дыхательной волны связана с колебаниями стенок венул.

Миогенные колебания (активный фактор)

Исследованию миогенных колебаний в микроциркуляторном русле посвящено преобладающее число публикаций, относящихся к изучению и практическому применению осцилляций микрокровотока.

В первой публикации о ритмических колебаниях кровотока а артериолах (Chambers R., Zweifach B.W., 1944) периодические изменения диаметра просвета артериол названы авторами как «вазомоции». В работе Tenland T., 1982 приводятся результаты исследований об одновременных вазомоторных колебаниях на разных областях кожи у одного испытуемого и даны средние значения частот колебаний: на лбу — 10 колеб/мин, на плече — 7,2 колеб./мин, на предплечье — 6,3 колеб./мин, на дорсальной поверхности стопы — 5,6 колеб./мин. Отмечается, что наименьшие частоты соответствуют более дистальной части тела, частоты ритмических колебаний кожного кровотока у разных индивидуумов в одной области могут отличаться на 10%.

Миогенные колебания, как правило, синусоидальные. В работе Meyer M.F., et.al. (2003) обосновывается целесообразность вазомоторных колебаний тем, что при синусоидальном изменении мышечного тонуса сопротивление сосуда току жидкости меньше, чем сопротивление сосуда, имеющего постоянный диаметр. Следовательно, возрастание миогенных колебаний в ЛДФ-грамме свидетельствует о вазодилатации.

Чем больше амплитуда колебаний, тем ниже периферическое сопротивление и, наоборот, уменьшение вазомоторных амплитуд вызывает повышение мышечного сопротивления и, следовательно, снижение нутритивного кровотока. В физиологической интеграции управления микрокровотоком, именно, миогенный тонус является последним звеном контроля микрокровотока перед капиллярным руслом.

Важным диагностическим параметром миогенных колебаний кожного кровотока является ее частота. В публикации Bollinger A., et.al, (1993) осцилляции кровотока в артериолах выделены в диапазон медленных колебаний (LF — low frequency) 1 — 8 колеб./мин. В работе Stefanovska A., Bracic M., (1999) авторы отнесли миогенные колебания к диапазону 0,06 — 0,15 Гц (3,6 — 9 колеб./ мин). Для миогенных колебаний, соответствующих локальной местной регуляции мышечного тонуса, определяемого гладкими мышечными волокнами прекапилляров, частоты колебаний могут находиться в диапазоне 4 — 7 колеб./мин (Meyer M.F. et.al. 2003). Эти данные соответствуют коже волярной поверхности пальцев руки и ноги, а также коже на предплечье.

Происхождение вазомоций в этом диапазоне связывают с локальными пейсмекерами внутри гладких мышечных волокон. В работе Schmid-Shonbein H. and et.al., (1997) прекапиллярную вазорелаксацию связывают с «гистамино» похожей субстанцией, авторы Stefanovska A., Bracic M., (1999) придерживаются мнения, что миогенные колебания вызваны осцилляциями концентрации ионов Са++ через мембраны мышечных клеток. Аналогичное обоснование миогенных колебаний приведено в книге «Микроциркуляция в кардиологии» под ред. В.И. Маколкина, 2004 г.

Прекапиллярная вазорелаксация является проявлением миогенной регуляции на изменение микроциркуляторного давления и состояния метаболизма. На рис.1.8 представлена ЛДФ-грамма с миогенными колебаниями.

Диагностическое значение миогенных колебаний (диапазон 0,07-0,15 Гц) заключается в оценке состояния мышечного тонуса прекапилляров, регулирующего приток крови в нутритивное русло.

Колебания в нейрогенном диапазоне (активный фактор)

Физиологическая природа нейрогенных колебаний связана с симпатическими адренергическими (в основном, терморегуляторными) влияниями на гладкие мышцы артериол и артериолярных участков артериоло-венулярных анастомозов (в тех участках кожи, где они имеются). Нейрогенная симпатическая активность накладывается на миогенные вазомоции резистивных микрососудов и подчиняет их. Колебания, обусловленные симпатической активностью, имеют характерные частоты в диапазоне 0,02-0,05 Гц (1,2-3 колеб./мин) (Schmid-Shohbein H. et.al., 1997; Крупаткин А.И., 2003; Крупаткин А.И., Сидоров В.В., Меркулов М.В.и др., 2004).

Этот частотный диапазон соответствует обнаруженной резонансной частоте резистивных сосудов 0,03 Гц (Rosenbaum M., Race D.,1968). При выраженной активации симпатических вазомоторных волокон симпатическая импульсация усиливается, приводя к увеличению нейрогенного компонента артериолярного тонуса, возрастанию жесткости сосудистой стенки и снижению амплитуд осцилляций кровотока в нейрогенном диапазоне; при хронической частичной подпороговой симпатической денервации (вегетативная нейропатия) или повышении температуры среды выше 24°С — 25°С их амплитуда может возрастать (Schmid-Schonbein H. et al., 1997). В термонейтральных условиях сокращаются с частотой 2-3 колебания/мин исключительно зависимые от симпатической адренергической активности артериоло-венулярные анастомозы. Эти колебания синхронны во всех анастомозах кожи.

Следует помнить, что вышеуказанные колебания кровотока в нейрогенном диапазоне связаны с влияниями тех симпатических волокон, которые иннервируют соответствующие сосуды кожи. Не следует путать их активность с эфферентной симпатической импульсацией, которая вызывает соответствующие по частоте колебания тонуса сосудов скелетных мышц, связанные с барорефлекторной регуляцией артериального давления. Спектральный анализ активности постганглионарных симпатических волокон скелетных мышц показал, что её низкочастотные колебания около 0,1 Гц коррелируют с вариабельностью системного артериального давления (Nakata A. et al, 1998). Симпатическая эфферентная активность, соответствующую барорефлекторной регуляции артериального давления, в коже в отличие от скелетных мышц не регистрируется.

Нейрогенная терморегуляторная активность в регуляции микрокровотока кожи значительно зависит от окружающей температуры и от психического состояния человека (Schmid-Shohbein H. et.al., 1997). У здоровых людей нейрогенная активация проявляется в ЛДФ-грамме в виде апериодических, асимметричных фрагментов снижения перфузии (величины ПМ) в результате проявления вазоконстрикторной симпатической активности. Вазоконстрикторные эпизоды отражают временную нейродинамическую активность, проявляющуюся в короткое время между сравнительно длинными периодами «молчания».

Ритмические колебания синусоидальной формы в нейрогенном диапазоне активируются при определенных условиях, когда не работают механизмы терморегуляторного вазоспазма, а также при патологических дефектах, при которых нарушен контроль артериолярного тонуса симпатическими вазоконстрикторными нервами.

В физиологической интеграции нейрогенного и миогенного контроля микрокровотока в микроциркуляторном русле на волярной поверхности пальца руки при повышенном миогенном тонусе прекапилляров и пониженном нейрогенном тонусе (повышение амплитуд колебаний кровотока в нейрогенном диапазоне) происходит увеличение шунтирующего кровотока через артериоловенулярные анастомозы (Крупаткин А.И., 2003). Аналогично, в работе (Meyer M.F. et.al., 2003) отмечается о возможном открытии артериовенулярных анастомозов при уменьшении вазомоций.

На рис.1.9 представлена ЛДФ-грамма с выраженными колебаниями в нейрогенном диапазоне.

Диагностическое значение нейрогенных колебаний (диапазон 0,02-0,052 Гц) заключается в возможности оценивать периферическое сопротивление артериол (вход микроциркуляторного русла); увеличение амплитуд нейрогенных колебаний является индикатором снижения сопротивления и возможного усиления кровотока по артериоло-венулярному шунту при повышении миогенного тонуса.

Эндотелиальные колебания (активный фактор)

Колебания вблизи 0,01 Гц — более медленные по сравнению с частотой нейрогенных и миогенных колебаний, обусловлены функционированием эндотелия (выбросом вазодилататора NO) (Stefanovska A., Bracic M., 1999). Микроваскулярный эндотелий осуществляет модуляцию мышечного тонуса сосудов секрецией в кровь периодически изменяющихся концентраций вазоактивных субстанций. Ритмические метаболические процессы, которые воздействуют на транспортную функцию крови и содействуют обменным процессам, являются медленными динамическими процессами.

Авторы Kvandel P. et. al., (2003) обосновали, что среди двух вазодилататоров из ряда вазоактивных субстанций, выделяемых эндотелием — оксида азота (NO) и простангландинов (PGs) — только NO ответственен за сокращение миоцитов с частотой около 0,01 Гц. Эндотелиальный выброс NO включен в физиологическую регуляцию мышечного тонуса и играет важную роль в регуляции давления и распределения потока крови. В условиях эксперимента это может проявляться в двух случаях: в ответ на химическую стимуляцию ацетилхолином и в ответ на механическую стимуляцию после прекращения окклюзии сосуда.

В работе Kvernmo H.D. et. al, (1999) рассмотрена методика, позволяющая определить активность выброса NO путем сравнения сосудистых реакций в ответ на введение специфических агентов, вызывающих эндотелий-зависимую (ацетилхолин) и эндотелий — независимую (нитропруссид натрия) вазодилатацию. Ацетилхолин осуществляет васкулярную релаксацию через стимуляцию выброса NO эндотелием, а нитропруссид натрия напрямую воздействует на мышечные клетки. Колебания с пиком около 0,01 Гц отождествляются с периодическими изменениями концентрации NO (Kvandal P. et. al., 2003).

Рассмотренная методика синтеза NO была в доработанном варианте реализована с помощью блока ЛАКК-ТЕСТ, обеспечивающего ионофорез ацетилхолина (Коняева Т.И. и др., 2003). На рис.1.10 представлены результаты этих исследований.

Диагностическое значение эндотелиальных колебаний (диапазон 0,0095-0,02 Гц) заключается в оценке эндотелиальной дисфункции по относительному изменению амплитуд колебаний вблизи 0,01 Гц.

Вариабельность ЛДФ-сигнала

Регистрируемые в ходе исследований ЛДФ-граммы могут отличаться у разных пациентов на одной области исследований в силу индивидуальных особенностей микроциркуляторного русла, у одного и того же пациента — в разное время суток, в различные дни и недели (Сидоров В.В. и др., 2003).

Вариабельность ЛДФ-сигнала обусловлена пространственной неоднородностью распределения кровеносных сосудов тестируемой области и временной изменчивостью перфузии ткани.

Пространственная гетерогенность

В работе Braverman I.M., (1990) представлены данные по анатомической пространственной неоднородности распределения кровеносных сосудов в дерме, полученные экспериментальным путем в локальном объеме ткани с проведением компьютерной реконструкции анатомии кровеносных сосудов кожи. Картина васкуляризации дермы представляет собой пространственные зоны с насыщенным содержанием артериол и венул, расположенных друг от друга на расстоянии от 1,5 до 7 мм. Эти зоны соединены между собой одним или несколькими сосудами («vascular bridges»).

Указанные зоны окружены участками ткани, где отсутствуют артериолы и венулы. Характерный диаметр таких участков составляет от 0,3 до 0,6 мм. Эти данные по пространственной гетерогенности объясняют микро-ливедо, сетчатую синеватую окраску кожи или красную сетку при гиперемии.

При лазерном зондировании и приеме отраженного сигнала световодным зондом, имеющим «входное окно» диаметром около 1 мм наличие указанной сосудистой организации дермы может привести к нескольким ситуациям, когда световодный зонд может быть случайно установлен на следующие васкулярные зоны:

- зону с большим числом артериол и венул;

- периферическую область указанной выше зоны с артериолами и венулами. Это область с преобладанием венулярных сосудов;

- участок дермы, где отсутствуют артериолы и венулы.

Из-за пространственной анатомической неоднородности распределения микрососудов в дерме ЛДФ-сигнал может быть высоким, средним или низким. Его величина может составлять 100, 75 или 25% от наибольшего значения (Tenland T., 1982).

Временная вариабельность

Временная изменчивость кровотока обусловлена адаптационными способностями микроциркуляторного русла. Изучение временных вариаций проводилось (Tenland T., 1982) на различных областях: лоб, предплечье, кончики пальца, дорсальная поверхность кожи. ЛДФ-грамма регистрировалась в течение 20 минут, среднее значение перфузии определялось последовательно каждые 30 сек. Разброс относительных величин ЛДФ-сигнала составил от 4 до 11% на предплечье и от 8 до 19% на лбу. Отмечается, что в области кожи, богатой артериоло-венулярными анастомозами (кончике пальца), разброс величины ЛДФ-сигнала меньше, чем на ткани с меньшим числом шунтов. Значительная вариабельность отмечалась также при исследованиях в течение 4 дней, день за днем, в одно и то же время суток на указанных областях. Величины сигналов отличались в несколько раз.

Функционирование эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов контроля микроциркуляции, их активность или период «молчания» определяются рядом субъективных и внешних факторов. Так, например, в зависимости от температуры окружающей среды при исследованиях на волярной поверхности пальца здорового человека при 18°С обнаруживается преимущественно активная вазоконстрикция, обусловленная нейрогенной регуляцией, она незначительно проявляется в диапазоне 21-24°С и отсутствует при 27°С. (Schmid-Schonbein H.et.al., 1992).

Литература

1. Анищенко В.С. Знакомство с нелинейной динамикой, М. 2002.

2. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, Т. 1, Мир, М., 1981.

3. Коняева Т.И., Красников Г.В., Танканаг А.В., Пискунова Г.М., Сидоров В.В., Чемерис Н.К. Оценка чувствительности показателей микроциркуляции к оксиду азота и ацетилхолину. //Материалы международной конференции «Гемореология и микроциркуляция» , Ярославль, 2003, стр. 133.

4. Крупаткин А.И. Клиническая нейроангиофизиология конечностей (периваскулярная иннервация и нервная трофика). — М.: Научный мир,2003.-328с.

5. Крупаткин А.И., Сидоров В.В., Меркулов М.В. и др. Функциональная оценка периваскулярной иннервации конечностей с помощью лазерной допплеровской флоуметрии. Пособие для врачей. М., 2004.- 26с.

6. Микроциркуляция в кардиологии, под ред. В.И. Маколкина, изд.«Визарт», М., 2004.

7. Сидоров В.В., Ронкин М.А., Максименко И.М., Щербанина В.Ю., Уколов И.А. Физические основы метода лазерной допплеровской флоуметрии и его применение в неврологической практике.// Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2003, №12, стр. 26-35.

8. Трубецков Д.И. Введение в синергетику. Хаос и структуры, М.,2002.

9. Флейшман А.Н. Медленные колебания гемодинамики, Новосибирск, «Наука» 1998.

10. Фолков Б., Нил Э. Кровообращение. М., 1976.

11. Almond N. Laser Doppler flowmetry: Theory and practice, Laser Doppler. — London, Los Angeles, Nicosia, Med-Orion Publishing Company, 1994, p. 17 — 31.

12. AndersonR.R., Parrish J.A., The optics of human skin. //J. Invest. Dermatol., 1981,v.77, p.13.

13. Bollinger A., Yanar A., Hoffmann U., Franzeck U. K. Is High-Frequency Flux Motion due to Respiration or to Vasomotion Activity? // Progress in Applied Microcirculation. Basel, Karger, 1993, vol. 20, p 52-58.

14. Borgos J. Principles of instrumentation: Calibration and technical issues. Laser Doppler. — London, Los Angeles, Nicosia, Med-Orion Publishing Company, 1994, p. 3 — 16.

15. Braverman I.M., Keh A. and Goldminz D. Correlation of laser Doppler wave patterns with underlying microvascular anatomy. //J. Invest. Dermatol., 1990, v.95, p.283,

16. Chambers R., Zweifach B.W. Functional activity of the blood capillary bed, with special reference to visceral tissue. // Ann NY Acad Sci., 1944, v. 46, pp. 683-694.

17. Fagrell B. Problems using laser Doppler on the skin in clinical practice, Laser Doppler. — London, Los Angeles, Nicosia, Med-Orion Publishing Company, 1994.

18. Kvandal P., Stefanovska A., Veber M., Kvernmo H.D.,Kirkeboen K.A. Regulation of human cutaneous circulation evaluated by laser Doppler flowmetry, iontophoresis, and spectral analysis: importance of nitric oxide and prostangladines. // Microvascular Research 2003, v.65, pp. 160-171.

19. Kvernmo H.D., Stefanovska A., Kirkeboen K.A., Kvernebo K. Oscillations in the Numan Cutaneous Blood Perfusion Signal Modified by Endothelium-Dependent and Endothelium -Independent Vasodilators. // Microvascular Research, 1999, v.57, pp.298-309.

20. Mayer M.F., Rose C.J., Hulsmann J.-O., Schatz h., Pfonl M. Impaired 0.1 — Hz vasomotion assessed by laser Doppler anemometry as an early index of peripheral sympathetic neuropathy in diabetes. //Microvascular Research, 2003, v.65, pp. 88-95.

21. Nakata A., Takata S., Yuasa T. et al. Spectral analysis of heart rate, arterial pressure and muscle sympathetic nerve activity in normal humans // Am. J. Physiol.- 1998.- v.274.- pp. H1211- H1217.

22. Rosenbaum M., Race D. Frequency-response characteristics of vascular resistance vessels// Am.J.Physiol.-1968.-v.215.-pp.1397-1402.

23. Schmid — Schonbein H., Zied S., Rutten W. and Heidtmann H. Active and passive modulation of cutaneous red cell flux as measured by Laser Doppler anemometry. //VASA , 1992, v.34, Suppl. p. 38-47.

24. Stefanovska A., Bracic M. Physics of the human cardiovascular system. // Contemporary Physics, 1999,v. 40, N 1, p.31-35.

25. Schmid — Schonbein H., Ziege S., Grebe R., Blazek V., Spielmann R., Linzenich F. Synergetic Interpretation of Patterned Vasomotor Activity in Microvascular Perfusion : Descrete Effects of Myogenic and Neurogenic Vasoconstriction as well as Arterial and Venous Pressure Fluctuations.// Int J. Microcir. 1997; 17, pp. 346-359.

26. Tenland T. On Laser Doppler Flowmetry. Methods and Microvascular Application, Printed in Sweden by VTT-Gafiska, Vimmerby, 1982.

 

Глава 2

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОСУДИСТОГО РУСЛА

2.1. Общие сведения о морфологии сосудистого русла

Анатомо-гистологические особенности сосудистого русла определяются функциональным предназначением: во-первых, транспортным направлением потока крови к тканям конечностей и от них; во — вторых, регулирующим кровоснабжение в соответствии с потребностями ткани-эффектора и, в-третьих, обменным как компонентом гисто-гематического барьера. В связи с существованием в организме человека трех основных факторов сосудистой системы — высокого давления, транскапиллярного обмена и большого объема — к артериальной части сосудистого русла относят сосуды высокого давления или амортизирующие (аорта, крупные артерии), сосуды-стабилизаторы давления или резистивные сосуды (мелкие артерии, артериолы), распределители капиллярного кровотока (терминальные артериолы с гладкомышечным компонентом, метартериолы или прекапилляры с прекапиллярными сфинктерами); обменными сосудами считают капилляры, частично посткапиллярные, особенно высокоэндотелиальные венулы. К венозной части относят аккумулирующие сосуды (венулы, мелкие вены) и сосуды возврата крови к сердцу (крупные вены, полые вены). Следует отметить, что метартериолы характерны в основном для кожи и брыжейки; в микрососудистых бассейнах других органов они могут отсутствовать. Кроме того, термин «прекапиллярные сфинктеры» не служит синонимом строго ограниченного утолщения из миоцитов, а обозначает располагающиеся в этой области гладкомышечные клетки. Их особенностью служит повышенная чувствительность к регуляторным факторам, например, чувствительность к катехоламинам в 500 и более раз превышает аналогичную для артериол и венул; это способствует реализации их основной функции — регуляции нутритивного кровотока. К шунтирующим сосудам принадлежат артериоло-венулярные анастомозы, осуществляющие ненутритивный кровоток; хотя с помощью метода меченых микросфер их существование подтверждено в костях и скелетных мышцах, но клинически значимая роль анастомозов, по мнению большинства авторов, признаётся для кожной гемодинамики, особенно дистальных зон конечностей. Например, в коже мякоти пальца содержится до 500 артериоло-венулярных анастомозов на площади 1см2. Кроме артериоло-венулярных описаны артериоло-артериальные и венуло-венулярные анастомозы; наконец, быстрое прохождение крови по основному магистральному капилляру также содержит элемент шунтирования (Козлов В.И. и др., 1994; Зайчик А.Ш., Чурилов А.П., 2001; Физиология человека… 1996). Основная резистивная роль отводится сосудам-стабилизаторам давления, отчасти распределителям капиллярного кровотока.

Терминальное гемомикроциркуляторное русло рассматривается с этих же позиций: существуют приносящие (артериолы, терминальные артериолы), обменные (капилляры, посткапиллярные венулы), отводящие (посткапиллярные венулы, венулы) сосуды и артериоло-венулярные анастомозы (ЧернухА.М. и др, 1984). Следует помнить о наличии лимфатического отдела системы кровообращения и экстравазального или интерстициального компонента микроциркуляции.

Максимальная часть общего объема крови сконцентрирована в венозном отделе (70 — 80%), в артериальном звене ее 15 — 20% и в обменных сосудах — не более 5 — 10%. По отношению к минутному объему крови (МОК) скелетные мышцы человеческого организма содержат 15 — 20% МОК; кости, костный мозг, жировая и соединительная ткань в сумме — 10 — 15% МОК; кожа — 3 — 6% МОК (Ткаченко Б.И., 1979).

Структура артериальной стенки

Для конечностей как наиболее часто используемого объекта сосудистых исследований характерны артерии мышечного типа среднего и мелкого калибра (плечевая, лучевая, локтевая, бедренная, большеберцовые, пальцевые артерии); мышечно-эластическая структура свойственна более крупным сосудам (подключичная артерия), эластическая — аорте, легочной артерии. Принципиальная схема строения артерии мышечного типа представлена на рисунке 2.1. Выделяют 3 оболочки артериальной стенки: внутреннюю (tunica interna или tunica intima), среднюю (tunica media) и наружную (tunica externa или tunica adventitia) (Гистология…, 1963).

Внутренняя оболочка трехкомпонентна и включает эндотелиальный слой, выстилающий сосуды с внутренней стороны, субэндотелиальный слой и внутреннюю эластическую мембрану. Субэндотелиальный слой содержит преимущественно продольно ориентированные тонкие эластические и коллагеновые волокна; по мере уменьшения диаметра сосуда он истончается. Внутренняя эластическая мембрана имеет вид эластической пластинки и также истончается по мере уменьшения диаметра сосуда.

Средняя оболочка содержит гладкомышечные клетки, коллагеновые и эластические волокна соединительной ткани и наружную эластическую мембрану на границе с наружной оболочкой. Последняя тоньше внутренней эластической мембраны. Единый мышечно-эластический каркас — эласто-моторная спираль — основной сократительный аппарат сосуда, обеспечивает упругость при сдавлении, эластическое напряжение при растяжении, поддержание зияния внутреннего просвета артерии, противодействие растягивающей силе кровяного давления (Берштейн С.А. и др, 1984). Вельховер Е.С., Ананин В.Ф., (1992) приводят формулу биомеханического равновесия мышечного аппарата сосудов: Fc = Fм + Fэ , где упруго-растягивающие свойства стромы (Fc) противодействуют сократительному тонусу мышечных (Fм) и эластических (Fэ) элементов (Вельховер Е.С., Ананин В.Ф., 1992).

Гладкомышечная клетка — основная мишень нервных влияний. Длина ее — 30-40-мкм, диаметр — 3-4 мкм. Гладкомышечные клетки наружно-медиального слоя имеют контакты с нервными терминалями (синапсы), плотные контакты плазматических мембран друг с другом (нексусы), а часть более внутренне расположенных миоцитов — с клетками эндотелия сосуда. По мере уменьшения диаметра артерии число нексусов увеличивается (в терминальных артериолах они объединяют большинство клеток), что обеспечивает максимальное и быстрое вовлечение гладкой мускулатуры сосудов при возбуждении за счет низкого электрического импеданса. Гладкомышечный слой и сопровождающие его соединительнотканные волокна расположены по спирали, причем витки спирали варьируют от почти продольного до почти поперечного. По мере уменьшения диаметра сосуда угол между витками спирали и продольной осью сосуда возрастает. Если он менее 45°, то сокращение гладкой мускулатуры увеличивает диаметр сосуда за счет раскручивания эласто-моторной спирали; если он более 45°, то просвет сосуда уменьшается. Циркулярность расположения мышечного слоя артериол обеспечивает однонаправленность изменения тонуса гладкой мускулатуры и гемодинамического эффекта (увеличение тонуса гладкой мускулатуры приводит к вазоконстрикции и наоборот). Это имеет важное диагностическое значение для оценки нейрогенного компонента сосудистого тонуса с помощью лазерной допплеровской флоуметрии.

Наружная оболочка представлена рыхлой волокнистой соединительной тканью, где располагается система периваскулярной иннервации (nervi vasorum) и кровоснабжения сосудов (vasa vasorum). Vasa vasorum проникают в артерии снаружи только до глубоких слоев средней оболочки, т.к. питательные вещества и кислород к внутренней оболочке поступают из протекающей крови. В мелких сосудах эта система слабо представлена и преобладает в крупных и средних по диаметру артериях. Обычно до 50-60 лет vasa vasorum имеют хороший базальный тонус, к 60-70 годам их просвет расширяется (Гистология…1963).

По мере приближения к артериолам и уменьшения диаметра сосудов истончаются все оболочки. Во внутренней оболочке артериол отсутствует внутренняя эластическая мембрана и слабо дифференцируется субэндотелиальный слой; в средней оболочке нет наружной эластической мембраны, снижено число эластических волокон, а гладкая мускулатура имеет циркулярное направление; в наружной оболочке слабо представлена соединительная ткань. Отношение мышечного компонента к эластическому достигает максимума в прекапиллярных сфинктерах, находящихся между метартериолами и капиллярами. Тем самым, на уровне приносящих сосудов гемомикроциркуляторного русла обнажаются главные компоненты артериальной стенки — эндотелий, гладкие мышцы и адвентициальная система их кровоснабжения и иннервации. В стенке терминальных артериол появляются единичные миоэндотелиальные контакты, что облегчает местную регуляцию гладкой мускулатуры эндотелиальными факторами. Уменьшение эластических элементов по мере приближения к артериолам повышает роль гладкой мускулатуры в регуляции тканевого кровообращения.

Структура венозной стенки

Среднее давление в венозном русле низкое: от 15-20 мм рт. ст. в посткапиллярах до 10 и менее мм рт. ст. в крупных венах; для сравнения в артериолах — 35-70 мм рт. ст., а в русле прекапиллярных распределителей — 30-35 мм рт. ст. Поэтому стенка вен тоньше, имеет менее развитую внутреннюю и среднюю оболочки, особенно по содержанию эластических элементов. В то же время противодействие пассивным, особенно экстравазальным факторам внешнего сдавления, а также силе тяжести, особенно на нижних конечностях, обусловливает необходимость развитой гладкой мускулатуры, в том числе в наружной оболочке. Адвентициальный слой вен шире, чем у артерий, причем vasa vasorum кровоснабжают все три оболочки вен; мышечные слои имеют как циркулярное, так и чаще продольное направление; последние противодействуют внешним силам и вазоконстрикторному эффекту циркулярных мышц. Гидростатическому давлению противостоит клапанный аппарат, в том числе на уровне венул.

Традиционно выделяют вены мышечного типа и безмышечные вены. Вены безмышечного типа характерны для костей конечностей. Их стенки плотно сращены со стенками костной полости и не спадаются, в связи с чем кровь легко оттекает в крупные вены.

Среди вен мышечного типа выделяют вены со слабым развитием мышечных элементов (средние и мелкие вены, сопровождающие артерии мышечного типа, в основном верхних конечностей) и с сильным развитием мышечных элементов (в основном, более крупные вены нижних конечностей). В первых развит циркулярный мышечный слой в средней оболочке, а во вторых мышечные элементы имеются во всех трех слоях, причем преобладает их продольное направление.

Тем самым, тонкостенность вен, низкие упруго-эластические свойства, преобладание роли продольных мышечных слоев обусловливают большую, чем у артериальных сосудов зависимость от пассивного растяжения кровью и наружного сдавления, низкий базальный тонус и относительную дилатацию в покое. В диагностическом аспекте, например, при анализе рефлекторных нейрогенных влияний трудно количественно учесть и нивелировать in vivo пассивные механизмы регуляции тонуса. Поэтому в некоторых случаях выбор в качестве объекта клинической диагностики венозных сосудов менее «удачен» по сравнению с артериальным звеном.

Шунтирующие сосуды

В основном они регулируют кровоток и сосудистое давление сегмента конечности, перераспределяя кровенаполнение тканей, участвуют в мобилизации депонированной крови, в процессах терморегуляции. Для этого шунтирующим сосудам необходима способность к сильной констрикции и дилатации, а значит, и сосудистая стенка с развитым мышечным компонентом. Особенность артерило-венулярных анастомозов — исключительная зависимость тонуса их артериолярных отделов от нейросинаптической адренергической регуляции. В конечностях артериоло-венулярные анастомозы расположены преимущественно в коже акральных дистальных зон (подушечки пальцев кисти и стопы, зоны тенара и гипотенара, ногтевые ложа). По гистологической структуре это анастомозы I типа (с эпителиально-подобными мышечными элементами артерий)- простые однолинейные или сложно-разветвленные; имеют как артериальную, так и венозную части. Их внутренняя и наружная оболочки сходны по структуре с артерией (рисунок 2.1). В средней оболочке артериальной части представлены наружные циркулярные и внутренние продольные гладкомышечные пучки; в венозной части выражены циркулярные пучки, а продольные трансформированы в эпителиоидные элементы. Некоторые авторы называют артериальную часть анастомоза «афферентной артерией» (Гистология…1963).

Структура капилляров

Капилляры — это обменные микрососуды, в связи с чем их стенка максимально истончена для оптимального функционирования. Она состоит из двух оболочек — внутренней эндотелиальной и наружной адвентициальной, между которыми расположена базальная мембрана в виде белково-липидно-мукополисахаридного комплекса толщиной 300-350 ангстрем. В коже и мышцах капилляры построены по соматическому типу (Чернух А.М и др.,1984). Их эндотелий непрерывен с малым числом пор в отличие от фенестрированной структуры висцеральных капилляров, например, кишечника. Одна крупная пора приходится на 3 х 104 мелких пор (Козлов В.И. и др.,1994).

В капиллярах нет гладкомышечных клеток и они не сокращаются. Однако ряд авторов считают, что функция сократимости присуща эндотелиальным клеткам в связи с наличием микрофибрилл цитоплазмы и необходима для оптимального транскапиллярного обмена (транспорта веществ, регуляции размеров пор). Доказано наличие сократительного аппарата эндотелиальных клеток, включающего белки актин и миозин, а также связанные с ними ферментные системы регуляции. При этом сокращение осуществляется по Са+2- зависимому пути, что приводит к открытию межклеточных пространств и порообразованию (Dull O.R.,Garcia G.N., 2002).

В адвентиции находятся клетки Руже (перициты), а снаружи капилляров много рыхлой соединительной ткани с клеточными элементами (макрофаги, фибробласты, тучные, жировые клетки и др.).

В поперечно-полосатых мышцах и нервах представлены узкие капилляры диаметром 4,5 — 7 мкм, сопоставимые с размерами клеток крови, а в коже более широкие (7 — 11 мкм) в виде петель с артериальными (шириной около 7,6 мкм) и венозными (шириной около 9,1 мкм) браншами. В соответствии с гемодинамическими потребностями тканей в коже их около 40 на мм2 , а в скелетных мышцах — 1400 на 1 мм2.. Однако в состоянии физиологического покоя конечностей до 50% капилляров не функционируют и представляют собой плазматические капилляры без клеток крови (Чернух А.М. и др.,1984). Синаптическая иннервация капилляров отсутствует, но в перикапиллярном пространстве имеются свободные нервные окончания, паракринно бессинаптически выделяющие нейропептиды и другие вещества, способные влиять на транскапиллярный обмен и соседние клетки тканей (собственно трофическая функция нервов). Для осуществления последней особенно важна локальная антидромная деятельность сенсорных волокон.

2.2. Сосудистая система кожи и подлежащих тканей

Кожа. Поскольку кожное микрососудистое русло наиболее часто используется в качестве объекта для исследования с помощью лазерной допплеровской флоуметрии, знание его морфологии представляет особый интерес. Существуют два артериальных сплетения (глубокое и поверхностное) и три венозных (глубокое и два поверхностных). Глубокая артериальная сеть образуется на границе дермы и подкожной клетчатки, снабжает кровью потовые железы, корни волос, жировые дольки. Поверхностная подсосочковая сосудистая сеть формируется в основании сосочкового слоя из ветвей глубокого сплетения, питает сосочки кожи, корни волос, сальные железы, причем короткими сосудистыми стволиками без анастомозов друг с другом. Это обусловливает феномен мраморности при сосудистых реакциях кожи (Гистология…1963). В коже, как и в скелетных мышцах, преобладает сетевой тип строения микроциркуляторного русла, но с обилием анастомозов.

Начало артериям кожи дают подлежащие сосуды фасциальных пространств скелетных мышц и подкожной жировой клетчатки. Мелкие артерии дают начало артериолам, диаметр которых уменьшается по направлению к периферии, т.е. к поверхности кожи. Артериолы имеют непрерывный мышечный слой. Диаметр их колеблется от 50-100 мкм (крупные артериолы) до 20-30 мкм (мелкие артериолы) и 15-20 мкм (терминальные артериолы). Последние переходят в метартериолы (прекапиллярные артериолы) диаметром менее 15 мкм. Здесь практически нет эластических элементов, мышечный слой прерывист, миоциты могут располагаться в том числе на отдалении друг от друга, имеются участки с наличием только базальной мембраны и эндотелия, возможен гемато-тканевой обмен. Прекапиллярные сфинктеры могут располагаться не только в местах деления прекапилляров на капилляры, но и более глубоко по отношению к поверхности кожи в местах отхождения прекапилляров от артериол (Куприянов В.В. и др., 1975) . В системе поверхностной сети много шунтирующих сосудов, особенно в дистальных зонах конечностей. Шунты располагаются несколько глубже по отношению к собственно нутритивным сосудам кожи. Количество капилляров на 1 мм2 кожи ногтевого ложа составляет 20-55, тыла кисти — около 65, стопы- 60- 70 (Чернух А.М. и др.,1984). Есть данные, что участок кожи, питаемый одной артериолой составляет около 0,04 — 0,26 мм2 и включает 2-15 сосочков кожи.

К венозным сосудам можно отнести посткапиллярные (12-30 мкм диаметром), собирающие (30-50 мкм диаметром), мышечные венулы (50-100 мкм и более диаметром), а также венулярные отделы анастомозов. В посткапиллярных и собирательных венулах нет гладкомышечной стенки, которая появляется только на уровне мышечных венул. Подсосочковые вены наряду с венами печени и крупными венами чревной области служат мощным депо крови (Физиология человека…1996). Следует помнить, что охват сосудов лучом датчика лазерного флоуметра имеет определенные границы. С точки зрения структуры микрососудистого русла зона зондирования при ЛДФ-исследовании как правило ограничена терминальными (реже мелкими) артериолами на входе и собирательными безмышечными венулами на выходе. Анастомозы также включаются в регистрационное поле, особенно при использовании ближних инфракрасных длин волн лазерного излучения.

Костная ткань. В длинных трубчатых костях сосуды от костного мозга направляются к гаверсовым каналам и кортикальному слою кости. При этом объемный кровоток в сосудах костного мозга в 5 — 10 раз может превышать кровоток кортикального слоя. Густая сеть сосудов имеется в наружном слое надкостницы, откуда тонкие артериальные ветви через питательные отверстия (foramina nutricia) следуют в кость до костного мозга, образуя там капиллярную сеть [Оноприенко Г.А., 1993]. Тем самым, имеются две системы костных сосудов — продольные и поперечные (медуллопериостальные анастомозы). Микрососудистое русло имеет свои особенности, т.к. после деления артериола наряду с обычной капиллярной сетью образует разветвлённую систему анастомозирующих друг с другом синусов. Cвободные нервные окончания преобладают в надкостнице, а основной источник иннервации глубжележащей костной ткани — периваскулярные нервные волокна.

Хрящевая ткань. Сосудистая сеть развита в надхрящнице (перихондре). В межклеточном веществе хряща кровеносных сосудов нет и питание осуществляется диффузией из сосудов надхрящницы. Трофика суставных хрящей при отсутствии перихондра осуществляется из синовиальной жидкости или сосудов подлежащей кости. Можно предположить, что этими же путями поступают нейротрофические и медиаторные субстанции из нервных окончаний, а ведущими их источниками служат периваскулярные волокна.

Поперечно-полосатая мускулатура (скелетные мышцы). Имеет богатую сосудистую сеть. Сосуды располагаются в фасциальных пространствах (в перимизии и эндомизии), откуда направляются к мышечным волокнам. Капиллярная сеть оплетает мышечные клетки. Каждое мышечное волокно окружено 3-5 капиллярами, формируя регулярно повторяющиеся по ходу мышцы миоангионы. Красные (медленные, тонические) скелетно-мышечные волокна имеют в 3 раза более развитое микроосудистое русло, чем белые (быстрые, фазические) волокна (Фолков Б., Нил Э., 1975).Следует выделить две важные морфологические особенности сосудистой системы скелетных мышц. Во-первых, в них окончательно не доказано наличие прекапиллярных сфинктеров (или они слабо выражены) и регуляция капиллярного кровотока осуществляется посредством изменения просвета артериол, что частично объясняет целесообразность дополнительных по сравнению с кожей контуров вазодилататорной регуляции сосудистого тонуса. Во-вторых, именно располагаемые по ходу сосудов периваскулярные симпатические волокна — источник влияния симпатической иннервации на скелетную мускулатуру, т.к. прямой симпатической иннервации скелетных мышц не обнаружено (Говырин В.А.,1967).

Литература

1. Берштейн С.А., Гуревич М.И., Соловьев А.И. Дефицит кислорода и сосудистый тонус.- Киев.: Наукова думка,1984.-264с.

2. Вельховер Е.С., Ананин В.Ф. Иридология (Теория и методы). М. РУДН и Биомединформ, 1992,- 296с.

3. Гистология / Под ред. проф. В.Г.Елисеева.-М.:ГИМЛ,1963.-672с.

4. Говырин В.А. Трофическая функция симпатических нервов сердца и скелетных мышц.-Л.: Наука, 1967.-132с.

5. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Физиология человека, 1996.

6. Козлов В.И., Мельман Е.П., Нейко Е.М., Шутка Б.В. Гистофизиология капилляров. — СПб.: Наука, 1994.- 234с.

7. Куприянов В.В., Караганов Я.Л, Козлов В.И. Микроциркуляторное русло.-М.: Медицина, 1975-216с.

8. Оноприенко Г.А. Васкуляризация костей при переломах и дефектах. М.: Медицина, 1993.-224с.

9. Ткаченко Б.И. Венозное кровообращение.- Л.: Медицина,1979.- 224с.

10. Физиология человека: пер. с англ./ Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса.- М.: Мир,1996.- 875с.

11. Фолков Б., Нил Э. Кровообращение : пер. с англ..- М.: Медицина,1976.-463с.

12. Чернух А.М., Александров П.Н., Алексеев О.В. Микроциркуляция.- М.: Медицина, 1984.-456с.

13. Dull O.R., Garcia G.N. Leukocyte-induced microvascular permeability. How contractile tweaks lead to leaks // Circul. Res.- 2002. -v.90, n.11.- pp.1143-1144.

 

Глава 3

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

И РЕГУЛЯЦИИ ТКАНЕВОГО СОСУДИСТОГО РУСЛА

Благодаря последним достижениям компьютерных технологий в области спектрального анализа колебаний кровотока микрососудистого русла и разработке адекватных функциональных проб стало возможным неинвазивно с помощью лазерной допплеровской флоуметрии выделить и проанализировать регуляторные факторы, контролирующие микрогемодинамику. Для их правильной интерпретации необходимо понимание физиологических основ этих процессов. Жизнедеятельность связана с постоянным изменением потребностей тканей и органов в кислороде и питательных веществах, что требует регуляции поступления и оттока крови, транскапиллярного обмена (Селезнев С.А. и др., 1986). Например, общеизвестно, что интенсивный метаболизм сопряжён с активацией регионарного кровотока. Основные направления регуляции периферического кровообращения следующие:

1- регуляция объёмного кровотока через органы и ткани (функция прекапиллярных сосудов, в основном артериол),

2- регуляция транскапиллярного обмена,

3- регуляция распределения объёма крови и наполнения камер сердца (функция венозного русла) (Морман Д., Хеллер Л., 2000).

На уровне гладкомышечных сосудов основным объектом регуляции служит их диаметр и как следствие — объемный регионарный кровоток. Гидродинамическое сопротивление кровотоку обратно пропорционально, а объемная скорость прямо пропорциональна радиусу сосуда в четвёртой степени, в связи с чем в физиологических условиях изменения площади просвета способны сильнее повлиять на приспособление регионарного кровотока к функциональным потребностям ткани, чем колебания давления. Поддержание необходимых размеров диаметров сосудов обусловлено сократительной деятельностью гладкомышечных клеток и связано с их способностью сохранять активное тоническое напряжение на протяжении длительного времени, т.е. поддерживать сосудистый тонус.

На уровне безмышечных обменных микрососудов (капилляров) основными объектами регуляции служат площадь их обменной поверхности, связанная с числом перфузируемых капилляров, и непосредственно обменные процессы через капиллярную стенку, прежде всего массоперенос водо- и жирорастворимых веществ.

 

3.1. Регуляция сосудистого тонуса

3.1.1. Тонус кровеносных сосудов

Сосудистый тонус (tonus (лат.) — напряжение) — это «общее сокращение сосуда» (Морман Д., Хеллер Л., 2000); «непрерывное, протекающее без утомления тоническое сокращение сосудов» (Парин В.В., Меерсон Ф.З., 1965); «сумма сил, противодействующих растягивающему усилию артериального давления» (Хаютин В.М., 1964, 1977). Величина сосудистого тонуса обусловлена результирующим влиянием как минимум трех факторов — трансмурального внутрисосудистого давления, упруго-эластическими свойствами структур сосудистой стенки и степенью сокращения их гладкой мускулатуры. Если первый отчасти придается сосудистому ложу конечностей извне, второй обусловлен морфогенетически, то третий наиболее изменчив и подвержен регулирующим воздействиям. Поэтому, как справедливо отмечают Морман Д., Хеллер Л. (2000), «понятие сосудистый тонус отдела организма может использоваться как показатель уровня активности отдельных гладкомышечных клеток данной области», хотя и подчеркивают, что «эта связь является статистическим понятием, так как редко бывает, что все клетки сосуда или все сосуды в определенной области функционируют абсолютно идентично». Удачно определение сосудистого тонуса Берштейна С.А. с соавт. (1984) как состояния «длительно поддерживаемого возбуждения гладкомышечных клеток, которое проявляется в соответствующем уровне их сократительной активности и не сопровождается развитием утомления». Следует также привести определение спазма сосуда как длительного сокращения, препятствующего нормальной работе органа.

Выделяют миогенный (по нашему мнению его иногда не корректно отождествляют с базальным) и нейрогенный (вазомоторный) компоненты сосудистого тонуса. Миогенный компонент — это «та часть сокращения гладкой мускулатуры сосудов, которая не зависит от вазоконстрикторных симпатических импульсов» (Парин В.В., Меерсон Ф.З., 1965); благодаря базальному миогенному компоненту артериолы остаются частично суженными даже после устранения всех внешних воздействий.

Природа базального тонуса окончательно не ясна. Её связывают с активностью гладкомышечных клеток-пейсмекеров, способных к спонтанной деполяризации, в артериолах, прекапиллярах, сфинктерах. Это обусловливает миогенную автоматию сосудистых гладких мышц с фазными сокращениями (Meyer J.U., et al., 1988). Существует ли эндогенная спонтанная активность в артериях, до сих пор неясно. Golenhofen K. (1976) выделяет три типа гладкомышечных клеток сосудистой стенки : 1-большинство клеток имеет ритмическую активность и не отличается по свойствам возбуждения и проведения (например, гладкая мускулатура воротной вены крысы) , 2- часть гладкомышечных клеток генерирует возбуждение, а часть обладает только функцией проведения, 3- большинство гладкомышечных клеток активируются нейрогенно и в покое пейсмекерная активность не проявляется (например, в крупных артериях); в то же время при уменьшении проведения К+ можно «заставить» клетки генерировать потенциал действия, например, in vitro введением в экспериментальную среду тетраэтиламмония. Есть гипотезы, что в этих сосудах базальный тонус обусловлен наличием открытых кальциевых каналов.

На миогенный тонус могут влиять внесинаптические факторы гормональной и местной гуморальной регуляции, в том числе нейропептиды, эндотелиальные метаболиты, растяжение циркулирующей кровью и др. Однако, с точки зрения пейсмекерного механизма они представляют собой внешние влияния на гладкую мускулатуру и не являются причинными факторами базального тонуса. Базальный тонус- это тот биологический ноль, от которого ведут отсчёт вазоконстрикторные или вазодилататорные воздействия, возникающие миогенными или нейрогенными путями. Даже в условиях физиологического покоя на гладкую мускулатуру влияют постоянно секретируемые эндотелиальные и другие факторы, в связи с чем понятие базального тонуса смазывается. Поэтому в клинике при оценке факторов, влияющих на гладкую мускулатуру сосудов миогенным путём, физиологически более корректно применять термин «миогенный тонус».

Нейрогенный компонент связан с поступлением вазоконстрикторных импульсов по постганглионарным адренергическим симпатическим волокнам. В покое за счёт спонтанной симпатической активности частотой в среднем 1-3 импульса в секунду тоническая вазоконстрикторная иннервация гладкой мускулатуры сосудов поддерживается всегда. Известно, что при низкой частоте симпатических импульсов нервная регуляция обеспечивает нейрогенные осцилляции кровотока. Источник тонической активности преганглионарных нейронов (ПН) неясен, но предположительно находится в надсегментарных структурах, в том числе бульбарных. Тоническую активность нервных центров в условиях физиологического покоя следует отличать от фазической рефлекторной в ответ на афферентные влияния. Вследствие возможности их независимых изменений разделение этих параметров принципиально для клинической диагностики. Существует не всеми разделяемое мнение, что бульбарный вазомоторный центр играет основную роль в поддержании тонической активности ПН и исходного нейрогенного тонуса, а спинальный — в реализации его фазической рефлекторной регуляции.

Выделяют понятие «тонуса покоя» как результирующей величины миогенного и нейрогенного компонентов в физиологических условиях. В остром периоде полной денервации сосудов периферическое сопротивление в покое определяется только миогенным тонусом и содержанием катехоламинов (преимущественно, адреналина) сыворотки крови. По мере развития денервационной гиперчувствительности повышается восприимчивость денервированных сосудов к циркулирующим катехоламинам. В количественном выражении тонус покоя имеет смешанную миогенную и нейрогенную природу. Традиционные попытки раздельной оценки одного из них сводились к устранению другого. Например, устранить нейрогенный компонент возможно при полной десимпатизации конечности или фармакологически с помощью больших доз ганглиоблокаторов в эксперименте. При этом сосудистое сопротивление конечности снижалось на величину вазомоторного тонуса. Эти подходы к изолированной оценке нейрогенного компонента не применимы для повседневной клинической практики. Поэтому для анализа нейрогенного и миогенного тонуса сосудов создана новая оригинальная методология на основе лазерной допплеровской флоуметрии. (Крупаткин А.И., 2003; Крупаткин и др., 2004). До сих пор в физиологии и клинической практике раздельная неинвазивная оценка влияния нейрогенных и миогенных факторов на микрогемодинамику была невозможна.

3.1.2. Механизмы регуляции тонуса сосудов

Традиционно выделяют три группы факторов, влияющих на тонус сосудов: локальные, гормональные и нейрогенные (рисунок 3.1). По мнению ряда авторов (Крупаткин А.И., 2003), для интерпретации данных клинических исследований важно учитывать четвертый фактор — реактивность самих гладкомышечных клеток.

Локальная или местная регуляция

Включает как химические, так и биофизические компоненты — экстравазальные (влияющие на гладкую мускулатуру сосуда извне) и интравазальные (влияющие на нее изнутри). Внешнее давление интерстициальной среды играет незначительную роль для регуляции сосудов поверхностных тканей в отличие от тканей почек или головного мозга, находящихся в замкнутых пространствах. Для поддержания кровотока, адекватного потребностям тканей, существует самоуправление периферии в виде гистометаболических, кислородозависимых и гистомеханических механизмов (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 2001). Их сочетание поддерживает местный микроциркуляторный кровоток, например, при целесообразности рабочей гиперемии, относительно независимо от центральных рефлекторных и гемодинамических влияний. Рефлекторные факторы при этом могут вызывать сужение сосудов соседних нефункционирующих тканей и стабилизировать средние параметры кровообращения органа или части тела.

Подпись:    Рис. 3.1 Факторы регуляции сосудистого тонуса   ГР – факторы гуморальной регуляции, влияющие на миоциты и эндотелий, ЛР - факторы локальной (местной) регуляции, влияющие на миоциты и эндотелий, ПН - периваскулярные нервные волокна. А – адвентициальная наружная оболочка сосудистой стенки, ГМ – гладкомышечные клетки средней оболочки, Э – эндотелиальные клетки внутренней оболочки, секретирующие эндотелиальные факторы   Гистомеханический механизм связан с активной миогенной реакцией в ответ на растяжение гладкомышечных клеток при изменении трансмурального давления: при повышении внутрисосудистого давления гладкая мускулатура сокращается, а при снижении — расслабляется. Длительно поддерживаемое сокращение сосуда в ответ на растяжение его давлением — компонент миогенного тонуса. Миогенную реакцию рассматривают как переходный процесс, предшествующий установлению нового уровня миогенного тонуса после изменения трансмурального давления (Родионов И.М. и др., 2001). Возможность избыточности повышения миогенного тонуса сдерживается гистометаболическими и кислородозависимыми механизмами. Миогенная ауторегуляция (эффект Бейлиса) способствует стабилизации кровоснабжения мышц (в коже этот эффект также присутствует выражен слабо), так как при повышении давления объемная скорость кровотока не меняется или возрастает несущественно. Механизм этой реакции обусловлен активацией чувствительности к растяжению ионных каналов в клетках гладкой мускулатуры и не зависит от нейрогенных влияний, сохраняясь даже после перерезки симпатических волокон (Физиология человека…1996).

Кислородозависимый механизм основан на способности гладкомышечных клеток расслабляться при гипоксии даже без метаболических вазодилататоров, в том числе при усиленной физической работе и возникающей при этом относительной гипоксии на фоне активации потребления кислорода. Повышение рО2 тканей имеет обратный эффект.

Гистометаболический механизм обусловлен локальными факторами метаболической природы, осуществляющих прямое влияние на гладкомышечные клетки и эндотелиоциты. Так как сосуды располагаются в интерстициальном пространстве тканей, то на них экстравазально влияет химический состав среды. Последний отражает баланс кровоснабжения и метаболизма ткани, что составляет основу метаболической ауторегуляции периферического кровообращения по принципу биологической обратной связи [194]. К факторам среды относится газовый состав (рСО2), ионы К+, Са+2,Mg+2, Na+, рН среды, её осмолярность, свободные биологически активные вещества (гистамин, серотонин, катехоламины, аденозин, ацетилхолин и др.). В физиологических условиях увеличение рСО2 , К+ , Н+, аденозина, осмолярности тканей конечностей снижает тонус артериол и расширяет сосуды, например, в скелетных мышцах при физической работе. До сих пор не ясно, какие вещества в наибольшей степени определяют характер и степень метаболических реакций кровотока. Поэтому тонус артериол определяется их интегральным влиянием и оценка метаболической регуляции осуществляется комплексно по результирующему эффекту с помощью пробы реактивной гиперемии. Следует подчеркнуть, что среди множества локальных химических факторов имеются вещества, влияющие только в патологических условиях, например, гистамин или кинины, вызывающие вазодилатацию и повышение проницаемости при аллергических реакциях, болевых синдромах, повреждении тканей. В условиях физиологической нормы они не принимают клинически значимого участия в регуляции кровообращения, а и их роль при патологических процессах во-многом адаптивная, способствующая кровоснабжению и трофике пораженных тканей. Морман Д., Хеллер Л. (2000) приводят один из вероятных механизмов влияния метаболической регуляции — через АТФ-чувствительные калиевые каналы гладкомышечных клеток: недостаток кровоснабжения тканей ® снижение уровня АТФ тканей® открытие АТФ-зависимых К+каналов®гиперполяризация мембран ® закрытие электроуправляемых Са+2 каналов®снижение концентрации свободного Са+2 в цитоплазме гладкой мускулатуры®снижение тонической сократительной активности миоцитов®расширение сосудов®увеличение кровотока.

Среди химических факторов, регулирующих состояние сосудов, особая роль принадлежит физиологически активным пептидам. Влияние на сердечно-сосудистую систему — одна из граней их воздействия как системы универсальных регуляторов физиологических функций всех структур организма и гомеостаза в целом. По химической структуре они включают олигопептиды (кинины, эндотелин и др.), белки (цитомедины; цитокины — ростковые пептидные факторы, интерлейкины, интерфероны, факторы некроза опухоли, колониестимулирующие факторы, хемокины и др.), низкомолекулярные соединения. Пептиды могут влиять на периферические сосуды, модулируя регуляторные механизмы ЦНС, путём пептидергической иннервации сосудистых стенок (котрансмиттеры в нервных терминалях), паракринной регуляции (эндотелиальные факторы и др.), гормональных эффектов благодаря циркуляции в потоке крови. Вследствие этого отчасти размывается чёткое разделение границ нервной, гормональной и метаболической регуляции сосудов, действующих в рамках единого нейроиммунноэндокринного интегративного аппарата (Owman С., 1990). Особенность пептидергической регуляции гомеостаза — способность к быстрому синтезу и освобождению соответствующих пептидов с высокой биологической активностью в нужное время и в нужном месте по правилу «что — где — когда» (Ашмарин И.П., Обухова М.Ф., 1986; Хавинсон В.Х. и др., 2002).

В связи с этим следует упомянуть о роли дисперсной (диффузной) эндокринной системы или APUD- системы, содержащей пептидо- и аминопродуцирующие клетки. Они имеют паранейрональное происхождение из эктодермы нервного гребня, а также эндодермы и мезодермы. Многие пептиды содержатся не только в нервной системе, но и в апудоцитах — вазоконстрикторы (нейропептид Y) и вазодилататоры (вещество Р; вазоактивный интестинальный пептид; кальцитонин- ген- родственный пептид и др.); они участвуют в местной регуляции тканей. Апудоциты и нейроны, содержащие те же пептидные регуляторы, объединяются в единую диффузную нейроэндокриную систему (ДНЭС). APUD-система имеет клиническую значимость в основном для внутренних органов.

Участие эндотелия в регуляции сосудов. Мощный компонент гистометаболической регуляции — система эндотелиальных клеток, осуществляющая влияния интравазально путем паракринной регуляции. По Burnstock G. (1993), активно поддерживающему концепцию двойного регуляторного контроля (dual regulation) сосудистой стенки, состояние сосудистого тонуса в каждом конкретном сосудистом ложе есть результат взаимодействия в основном двух систем — нервной и эндотелиальной, т.к. многие локальные метаболиты, биофизические факторы, гуморальные вещества опосредуют свое влияние через эндотелий благодаря наличию специфических рецепторов на его мембране. Нарушения их баланса в сторону преобладания одного из них может служить основой расстройств сосудистой регуляции.

Физиологически активные вещества, синтезируемые в эндотелии(по Гомазкову О.А., 2000; Дедову И.И. с соавт., 2001 с дополнениями)
Регуляторы тонуса сосудистой стенки
Вазоконстрикторы Вазодилататоры
Эндотелин 1-2 NO (оксид азота)
Ангиотензин II Простагландин I2
Тромбоксан (ТХА2) Эндотелиальный
Простагландины Н2 и G2 гиперполяризующий фактор(EDHF)БрадикининС-натриуретический пептидАдреномедуллинЭндотелин-3
Регуляторы гемостаза и антитромбоза
Протромбогеные факторы Антитромбогенные факторы
Тромбоцитарный ростковый фактор(PDGF) NO
Ингибитор тканевого активатораплазминогена (РАI — I) Тканевой активатор плазминогена(t — PA)
Фактор Виллебранда (VIII факторсвертывания) Простациклин (PGI2 )
Ангиотензин IV
Эндотелин — I
Регуляторы адгезии лейкоцитов
Стимуляторы адгезии (Е-селектин, Р-селектин, межклеточная молекула адгезии-1(ICAM-I), молекула адгезии сосудистых клеток — 1 (VCAM-I)
Регуляторы роста сосудов
Стимуляторы Ингибиторы миграции и пролиферации миоцитов
Эндотелин -I NO
Ангиотензин — II Простациклин (Pg I2)
Супероксидные радикалы C-натрийуретический пептид
Факторы роста (фибробластный, тромбоцитарный, инсулиноподобный, трансформирующий фактор роста b)
Регуляторы воспаления, проницаемости сосудов,апоптоза компонентов сосудистой стенки
Стимуляторы Ингибиторы
Фактор некроза опухоли (TNF-alpha) NO
Cупероксидные радикалы (О2- , ООNО- )
Протеинкиназа C

Эндотелий — это слой уплощённых клеток мезенхимного происхождения, выстилающий изнутри всё сосудистое ложе. Для человека весом 75 кг общая масса его составляет около 2 кг и включает один триллион клеток, отличающихся по генетико-биохимической специфике в разных сосудистых бассейнах (Гомазков О.А., 2000). Время жизни эндотелиальных клеток — около 100-180 суток, причем обновление их происходит чаще в местах изгибов сосудов (через 60-120 суток). Регенерация эндотелия осуществляется тремя путями — за счет прорастания эндотелиальных клеток из участков по периферии повреждения (основной механизм), источниками их могут служить лейкоциты крови и мигрирующие в интиму гладкомышечные клетки.

Нарушение функции эндотелия происходит от множества причин — изменений рН, температуры, осмолярности крови, снижения рО2 тканей при ишемии, сдавления или спазма сосудов, повышения артериального давления, хирургических манипуляций на сосудах, иммунных повреждений комплексами антиген-антитело, факторами лейкоцитов и тромбоцитов, влиянием брадикинина, серотонина, адреналина, ангиотензина-II, никотина, гиперлипидемии, гомоцистинемии, отравлением СО и др. Морфологические реакции эндотелия на повреждение однотипны и могут как не приводить к обнажению субэндотелиального слоя (появление цитоплазматических вакуолей, псевдоподий, выпячиваний эндотелиоцитов в просвет сосуда, разрывы контактов эндотелиальных клеток), так и приводить к этому в более тяжёлых случаях (разрушения клеточных мембран, очаговые некрозы эндотелия, слущивания клеток, их фрагментация).

Эндотелий выполняет защитную функцию, служит барьером для циркулирующих антигенов, участвует в воспалительных реакциях, регулирует гемостаз и антитромбоз, осуществляет пептидергическую регуляцию сокращения и расслабления сосудистой стенки, участвует в её регенерации, поглощении биологически активных веществ из крови (например, серотонина, катехоламинов и др.), регуляции транскапиллярного обмена (Дисфункция эндотелия…2002; Микроциркуляция в кардиологии… 2004). Начало современной эндотелиологии было положено в 1980 году, когда Fuchgott R.F. и Zawadzki J.V. (1980) показали, что вазодилататорный ответ на ацетилхолин требует интактного эндотелия, который освобождает эндотелиальный релаксирующий фактор, позднее идентифицированный как NO.

Cекреторная функция эндотелия стимулируется механическими биофизическими (напряжение сдвига) или гуморально-химическими стимулами. Гемодинамические механические влияния на эндотелий возможны в двух направлениях — по оси сосуда (напряжение сдвига) и перпендикулярно потоку крови (радиально растягивающая сосуд сила бокового давления или трансмуральное давление). Напряжение сдвига представляет собой силу влияния прилегающего потока крови на единицу поверхности сосуда в направлении, тангенциальном к поверхности. Величина напряжения сдвига t пропорциональна Q/d3 , где Q — объемная скорость потока крови, d — внутренний диаметр сосуда. При возрастании объемного кровотока увеличивается напряжение сдвига, особенно в местах сужения и искривлений хода сосудов, и секреция эндотелием вазодилататоров (в основном, NO). Наоборот, уменьшение напряжения сдвига стимулирует продукцию эндотелина 1. Есть данные, что секреция эндотелием вазодилататоров может запускаться в результате снижения внутрисосудистого давления и скорости объёмного кровотока в ходе окклюзии сосуда, что приводит к вазодилатации в ходе реактивной гиперемии (Cагач В.Ф., Ткаченко М.Н., 1990). Сила бокового давления облегчает взаимодействие клеток крови и плазмы со стенкой сосуда и менее важна для стимуляции эндотелия. Эта сила играет роль в повышении проницаемости стенки сосуда для липидов, белков, например, при гипертонической болезни, а также в модуляции нейрогенных вазоконстрикторных реакций.

Кроме напряжения сдвига эндотелий-зависимая вазодилатация через рецепторы эндотелия с выработкой NO стимулируется такими внеклеточными факторами как ацетилхолин, АТФ, АДФ, арахидоновой кислотой, веществом Р, нейрокинином А, серотонином, брадикинином, гистамином, нейротензином, вазопрессином, ангиотензином II , тромбином, эрготамином, норадреналином, лазерным излучением, умеренной гипоксией ткани и др.. Внутриклеточным стимулом для синтеза NO эндотелием служит увеличение внутриклеточного Са+2 . Существует изоформа NO-синтетазы, являющаяся Са+2- независимой; её роль в эндотелии сосудов мала, но в макрофагах она активируется под влиянием эндотоксинов микробов. Период полувыведения NO составляет 6 секунд, в связи с чем он не может быть циркулирующим фактором и диффундирует к гладкой мускулатуре сосудов из эндотелия через слой субэндотелиального коллагена. Утолщение коллагена при диабете ведет к снижению эндотелий-зависимой вазодилатации (Henrich W. L., 1991). В связи с этим интересно, что адвентициальные слои гладкой мускулатуры сосудов менее чувствительны к NO , чем прилегающие к интиме (Henrich W.L., 1991). В то же время NO, соединяясь с альбуминами сыворотки крови, может циркулировать в крови (Dinerman J.L., 1993). Существуют ряд факторов, ингибирующих NO (цистеин, гидрохинон, фенилгидразин, свободные радикалы кислорода и др.) и гуанилатциклазу (гемоглобин). Дексаметазон снижает активность NO-синтетазы, уменьшает синтез простациклина и релаксирующие резервы сосудов, способствует повышению артериального давления. Нельзя исключить, что ведущая роль свободных радикалов в ряде патологических процессов (сердечно-сосудистые заболевания, ишемическо-реперфузионные расстройства) связана с их способностью подавлять NO. Антиоксиданты снижают влияние свободных радикалов на выработку NO эндотелием (Ignarro L.J., 1989; Ignarro L.J., et al., 1999; Rubanyi G.M., Vanhoutte P.M., 1986).

Среди трех основных вазодилататоров, секретируемых эндотелием — NO, EDHF и Pg — Pg не играет существенной роли в поддержании кожного сосудистого тонуса в физиологических условиях (Kvandal Р., 2003), а роль EDHF до конца не изучена. Кроме того, сравнительная значимость самого NO в регуляции тонуса кожных сосудов не так велика, как в магистральных сосудах конечности, например, плечевой артерии. Есть гипотеза, что NO более значим для поддержания кровотока скелетных мышц, где выше поток-зависимая вазодилатация по сравнению с кожей.

Эндотелий-зависимая вазоконстрикция, в основном связанная с выработкой эндотелина — 1, стимулируется снижением напряжения сдвига (возможно, кроме окклюзии сосуда, предшествующей реактивной гиперемии), растяжением сосудистой стенки, норадреналином, тромбином, тяжелой гипоксией тканей, растяжением сосудистой стенки, ангиотензином -II, аргинином, вазопрессином, брадикинином, инсулином, глюкокортикоидами, тромбоксаном А2, повышением внеклеточного К, факторами роста (эндотоксином или интерлейкином I, трансформирующим фактором роста b1) и др. Ингибируют продукцию эндотелина -1 небольшое число факторов (цГМФ, NO, предсердный и мозговой натрий-уретические пептиды). Для сосудов кожи и мышц влияние эндотелинов -2 и 3 менее значимо в отличие от сосудов кишечника, почек и других органов.

Важно разграничивать роль разных эндотелиальных факторов регуляции тонуса сосудов в норме и патологии. NO — это постоянный эндотелиальный регулятор сосудистого тонуса, главный паракринный вазодилататор. Эта физиологически значимая молекула присутствует во всех типах эндотелия и в интактном эндотелии в покое секретируется даже без дополнительных стимулов постоянно, участвуя в поддержании миогенного тонуса сосудов. Роль остальных эндотелиальных факторов регуляции сосудистого тонуса в физиологических условиях дискутируется. Вазодилатация, вызванная простациклином — не определяющая по амплитуде релаксацию сосуда, хотя и более пролонгирована по сравнению с влиянием NO. Кроме того, клинически значимое повышение простагландинов и других продуктов метаболизма арахидоновой кислоты — удел патологических процессов, особенно воспаления. Содержание эндотелина -1 в плазме в физиологических условиях не превышает нормальных значений и возрастает только при системной патологии органов кровообращения (хроническая гипоксия, атеросклероз, гипертоническая болезнь, особенно на фоне сердечной недостаточности) (Bodin P., 1992). Поэтому, хотя эндотелин-1 более стоек в плазме, чем NO (повышение сосудистого сопротивления при его системном введении длится около 45 минут), но он в физиологических условиях мало участвует в сосудистой регуляции. Существуют баланс синтеза эндотелина-1 и NO в норме и при патологии сердечно-сосудистой системы и гетерогенность эндотелиальных ответов разных отделов сосудистого русла (снижение синтеза NO эндотелием по мере приближения к капиллярам по сравнению с артериями и крупными артериолами). С позиций клинической оценки регуляции сосудов важно, что спектральный анализ ритмов кровотока, регистрируемых методом лазерной допплеровской флоуметрии позволяет вычленить и количественно оценить эндотелиальный компонент в покое, а применение окклюзионого теста, ионофоретической пробы с ацетилхолином — изучить реакцию эндотелия на функциональную нагрузку.

Гормональная системная регуляция

Осуществляется за счет циркулирующих в крови физиологически активных веществ. В физиологических условиях её воздействие на тонус артериол несущественно по сравнению с нервными и местными механизмами и приобретает клиническое значение в условиях системной патологии кровообращения или при отдельных более регионарных формах заболеваний (например, при денервационной гиперчувствительности сосудов к циркулирующим катехоламинам после травмы и анатомического перерыва соматического смешанного нервного ствола). Следует учитывать, что гормональные факторы прежде всего влияют на параметры системной гемодинамики. Среди них особую роль играют катехоламины, ангиотензины, вазопрессин или АДГ. Кроме того, частично представители калликреин-кининовой системы, продукты арахидонового каскада (простагландины, тромбоксаны и др.), ренин, серотонин, некоторые пептиды (адреномедуллин) также циркулируют в плазме крови. Некоторые вазоактивные вещества и их рецепторы на миоцитах и эндотелиоцитах сосудистой стенки представлены в таблице 3.1, опубликованной в 2002г. Т.Д.Власовым. Отсюда становится ясным, что факторы местной и гормональной регуляции могут оказывать свое влияние как миогенно на уровне гладкой мускулатуры, так и эндотелий-зависимым путем.

Таблица 3.1

Вазоактивные вещества и их рецепторы на клетках сосудистой

стенки (по Власову Т.Д., 2002)

Агонисты Рецепторы
эндотелиоцит миоцит
дилатация констрикция дилатация констриция
Гистамин Н1 Н2 Н1
АТФ, АДФ Р2Y1, H2Y2 P2Y1 P2X1, P2Y2
Аденозин A2B A2A, A2B
Ацетилхолин М2, М3 М1, М3
Брадикинин,каллидин В2
Анандамид СВ1 СВ1
Натрийуретические пептиды А, В ANPR-A
Натрийуретический пептид С ANPR-B
Нейрокинин А, субстанция Р NK1 NK2
КГРП CGRP1R
Адреномедуллин ADMR ADMR
Эндотелины (1,2,3) ЭТB1 ЭТА, ЭТВ2
Ангиотензин- II AT2 Rc AT1Rc AT1Rc
Лейкотриены С4, D4,E4 CysLT2 CysLT1 CysLT2
Вазопрессин V1 V1
Адреналин,норадреналин a2b2 b2 a1a2
Серотонин 5-НТ1с 5-НТ2

Для регуляции сосудов кожи важное значение имеют циркулирующие катехоламины — норадреналин (НА) и адреналин, представляющие гормональный компонент общей симпато-адреналовой системы организма. При этом если медиаторный невральный компонент представлен НА симпатических терминалей, то гормональный — секретом мозго-вого слоя надпочечников — в основном адреналином (80%), а также НА (20%); секретирующие их клетки гомологичны постганглионарным симпатическим нейронам. Если НА как нейротрансмиттер влияет через синапс и a1 — адренорецепторы постсинаптической мембраны, то гормоны мозгового слоя надпочечников — на внесинаптические специфические рецепторы сосудов (a2, b2), являясь их дистантными раздражителями. Есть мнение, неразделяемое всеми исследователями, что катехоламины крови не инактивируются путем обратного захвата в симпатических терминалях в отличие от нейрогенного НА.

Различают a и b- адренорецепторы, участвующие в регуляции гладкой мускулатуры сосудов. При классификации адренорецепторов учитывают их чувствительность к агонистам и антагонистам, идентификацию по радиолигандам, а не только функцию и локализацию. Постсинаптические b- рецепторы сосудов конечностей — это в основном b2 — рецепторы. Различают также пресинаптические b — рецепторы или b-аутоадренорецепторы, облегчающие освобождение НА. Для симпатической периваскулярной иннервации предполагается, что это b1-рецепторы.

Среди постсинаптических a-адренорецепторов сосудов выделяют a1 — адренорецепторы ( расположены вблизи нервных терминалей и участвуют в нервно-синаптической регуляции сосудистого тонуса) и a2-адренорецепторы (подвергаются основном действию циркулирующих катехоламинов, хотя могут располагаться и вблизи синаптическихокончаний). Следует упомянуть мнение, что в сосудах человека большинство a- адренорецепторов представляют смешанную популяцию a1 и a2- рецепторов (Сергеев П.В. и др., 2000). Пресинаптические a2-рецепторы или a- аутоадренорецепторы являются тормозными и уменьшают выделение норадреналина из нервных терминалей. Постсинаптические b2-рецепторы при возбуждении снижают сосудистый тонус, а постсинаптические a1- и a2- рецепторы повышают сосудистый тонус, вызывая вазоконстрикцию.

Важная особенность адренорецепторов сосудов состоит в различии их отношения к иннервации: b-рецепторы и частично a2 -рецепторы не иннервируются, в связи с чем могут возбуждаться преимущественно катехоламинами крови, а a1-рецепторы — как НА симпатических адренергических нервных терминалей, так и в патологических условиях катехоламинами крови, например, при денервации сосудов. Кроме того a- адренорецепторы и b1- адренорецепторы проявляют одинаковое сродство к адреналину и НА. Поэтому a- адренергические эффекты определяются плотностью a1 и a2 -адренорецепторов в тканях. b2- адренорецепторы имеют большее сродство к адреналину, чем к НА. В целом, указанные особенности свидетельствуют о возможности неоднозначных результатов нейрососудистых исследований с использованием рефлекторных вазоконстрикторных проб и фармакологических тестов с введением экзогенных катехоламинов в кровь. a1- адренорецепторы доступны только для НА как медиатора симпатических терминалей, а на a2- адренорецепторы может влиять как экзогенный НА, так и определённое количество нейротрансмиттера НА, диффундирующего к a2- рецепторам до момента его инактивации. a1 и a2 -рецепторы по-разному опосредуют влияние на тонус миоцитов сосудов, причём возбуждение a2-рецепторов не приводит к генерации потенциала действия.

Особенности действия катехоламинов мозгового слоя надпочечников на сосуды конечностей представлены в табл. 3.2.

В физиологических условиях при сохранной симпатической иннервации влияние катехоламинов крови на величину сосудистого тонуса клинически не значимо. Существуют отдельные гладкие мышцы с высокой плотностью иннервации (ресничные мышцы или мышцы семенных протоков), обладающие только нервно-мышечной регуляцией; на них не влияют катехоламины крови. В случаях воздействия циркулирующих КА на сосудистую стенку их влияние больше выражено на те участки, которые слабоснабжены периферической иннервацией, например, среднюю оболочку артерий. Чаще этот эффект возможен на уровне крупных артерий эластического типа из-за большой ширины синаптической щели и большого расстояния диффузии медиатора между нервной терминалью и гладкомышечной клеткой. В целом, основной эффект циркулирующих КА надпочечников в физиологических условиях — не столько сосудистый, сколько обменно-метаболический через b-рецепторы органов и тканей: расширение бронхов, увеличение силы сокращения скелетных мышц, активация процессов гликогенолиза в печени и др. Как справедливо отмечают Морман Д. И Хеллер Л. (2000) «функциональное значение … b-рецепторов сосудов не ясно, поскольку освобождение адреналина из надпочечников происходит при увеличении активности симпатического отдела, когда артериолы претерпевают одновременную прямую нейрогенную вазоконстрикцию». Регулирующая роль циркулирующих катехоламинов проявляется в стрессовых условиях (интенсивная физическая работа, геморрагический шок и др.), т.к. в норме их содержание в крови не высоко, чтобы изменить деятельность сосудов. Совершенно иная ситуация возникает в условиях денервации и дефиците неврального пула НА, например, после травм нервов конечностей. Возникает состояние денервационной гиперчувствительности вегетативных тканей-эффекторов, в том числе мышечносодержащих сосудов, к циркулирующим адреналину и НА. Это является проявлением адаптации вегетативных эффекторов к активности иннервирующих их постганглионарных симпатических нейронов — когда иннервация снижается, возрастает чувствительность ткани (Физиология человека…1996). Характерно, что этот эффект проявляется во всех гладкомышечных сосудах, в том числе на уровне приносящего микрососудистого звена.

Таблица 3.2

Особенности действия циркулирующих катехоламинов на сосуды

конечностей

Представитель катехоламинов Рецептор Действие Примечание
Норадреналин a2 Вазоконстрикция Представляет теоретический интерес в физиологических условиях, т.к.низкое содержание в крови не позволяет конкурировать с нейрогенным пулом
Адреналин a2 Вазоконстрикция При высоких концентрациях в крови (сильный стресс, кровотечение)
b2 Вазодилатация При низких концентрациях в крови (эмоциональное возбуждение, физическая работа). Реакция проявляется в скелетных мышцах, где преобладают b2-адренорецепторы сосудов, в связи с чем возможно возрастание кровотока мышц и снижение в коже. В сосудах кожи преобладают a-адренорецеп-торы и роль b-рецепторов клинически не значима

Влияние периваскулярной иннервации

Соматическая часть нервной системы (ветви моторных и сенсорных нейронов) обеспечивают регуляцию произвольных движений и чувствительность тканей. Сосуды имеют чувствительную и вегетативную иннервацию, причем последняя для сосудов кожи представлена в виде постганглионарных симпатических адренергических и холинергических волокон; функция холинергических эфферентов клинически значима в неакральных зонах конечностей и на туловище (Крупаткин А.И., 2003). Число холинергических нейронов в паравертебральных ганглиях составляет 10-15% от общего количества их в узле (Ноздрачев А.Д.,1996). Парасимпатическая нервная система не участвует в периваскулярной иннервации конечностей (табл. 3.3).

Вегетативные нервные волокна диффузно распределяются в организме человека, распространяясь как в соматическом секторе, так и на территории висцеральных органов и сосудов. Физиологический смысл подобного смешения на периферическом уровне — обеспечение динамического равновесия внутренней среды и поведения человека, адаптации жизненных функций к окружающей среде. Cенсорные и вегетативныесимпатические волокна для сосудов включены как в смешанные нервные стволы, так и в периваскулярные сплетения; значит, пути их следования к тканям — эффекторам и от них частично разделены про странственно, но не функционально. На уровне тканей соматические смешанные нервы иннервируют конкретные дерматомные и миотомные зоны, периваскулярная иннервация более обширна и распространяется в соответствии с ходом несущих ее сосудов по зонам вазотомов без сегментарного и неврального распределения.

Таблица 3.3

Анатомические источники иннервации сосудов

Отдел нервной системы Спинальный уровеньЦНС Периферическая нервнаясистема Представлен-ность в конечностях
Соматическая нервная система Чувствительные нейроны задних рогов спинного мозга Сенсорные нейроны спинальных ганглиев; чувствительные, в том числе пептидергические нервные волокна +
Вегетативнаянервнаясистема:
симпатическая Преганглионарные симпатические нейроны Постганглионарные симпатические нейроны, адренергические постганглионарные волокна, холинергические постганглионарные волокна +
парасимпати-ческая Преганглионарные парасимпатические нейроны Постганглионарные нейроны парасимпатических ганглиев, холинергические постганглионарные парасимпатические волокна -
Метасимпатическая или интрамуральная иннервация - Периваскулярные нейроны -

Симпатическая иннервация сосудов

От ПН, связанных с иннервацией сосудов, начинается общий конечный путь симпатической нервной системы к гладкой мускулатуре сосудов конечностей (табл. 3.4), а сами они служат конечными элементами центральной надсегментарной регуляции.

ПН расположены кластерными группами в сером веществе, объединяясь как по горизонтали, так и по вертикали спинного мозга. Горизонтальная топография включает 4 ядерных группы — канатчиковую и главную часть (в зоне бокового рога серого вещества) промежуточно-бокового ядра, вставочное и центральное вегетативное ядро (ближе к центральному каналу). Большинство ПН расположены в области бокового рога. Вертикальное объединение ПН в группы связано с их висцеротопической мишенеспецифической функцией. ПН проецируются на определённые ганглии или мозговое вещество надпочечников, в связи с чем организуются в дискретные колонки или столбы, ориентированные рострокаудально по оси спинного мозга. Морфологическому обеспечению вертикального объединения ПН способствуют их лонгитудинальные дендриты. В процессе осуществления вегетативной регуляции симпатические ПН не разряжаются все сразу, а организованы в функциональные единицы, которые, например, в тканях конечностей изолированно контролируют кожные вазомоторные, кожные вазодилататорные, мышечные вазомоторные, судомоторные, пиломоторные функции тканей конечностей (Скок В.И., Иванов Д.Я, 1989; Janig W., McLachlan E.M., 1992).

Таблица 3.4

Расположение сегментов симпатической

и чувствительной иннервации туловища и конечностей

Область иннервации Преганглионарные симпатические нейроны Чувствительныенейроны
Лицо, шея С8 — Th2-3 C1 -С3-4-
Верхняя конечность Th2 — Th9 C5 — Th2
Туловище Th4- Th12 Th3-12
Нижняя конечность Th10 — L3 L1 — S2

Функциональная организация ПН неотрывна от модульного объединения интернейронов (вставочных или промежуточных нейронов). Тем самым, для сегментарных вазомоторных спинальных механизмов характерна сегментарно-модульная функциональная организация, тесная взаимосвязь ПН и интернейронных систем.

Аксоны преганглионарных нейронов проходят в передних корешках. Переключение на ганглионарные клетки происходит в симпатических ганглиях. Симпатический ствол составляют 24 пары узлов: 3 шейных (верхний, средний, нижний), 12 грудных , 5 поясничных , 4 крестцовых. С точки зрения регуляции сосудов конечностей ганглии не автономны и находятся под влиянием импульсации ПН. Постганглионарные волокна — маломиелинизированные; они образуют серые соединительные ветви (rr. communicanti grizei), после чего в составе спинномозговых нервов следуют к периферическим тканям, в том числе к сосудам. Волокна к верхней конечности отходят преимущественно от звездчатого узла (нижний шейный узел и 1-3 верхних грудных узла), а к нижней — от поясничных ганглиев. В сосудистой стенке они заканчиваются однотипными для артерий и вен немиелинизированными нервными окончаниями на гладкомышечных клетках, где участвуют в регуляции тонуса сосудов посредством нервно-мышечных синапсов. Плотность симпатической иннервации сосудов кожи превышает аналогичную для сосудов мышц, а плотность иннервации артериального русла выше, чем венозного. Вокруг немиелинизированных волокон много шванновских клеток.

Следует отметить, что кроме сосудов симпатические постганглионарные волокна иннервируют потовые железы (холинергические волокна), пиломоторные мышцы, клетки подкожной жировой клетчатки. Хотя нельзя исключить наличие морфологических находок, подтверждающих существование симпатических холинергических окончаний вблизи сосудов кожи, но с точки зрения клинической значимости их роль в сосудистой регуляции дистальных акральных зон конечностей (кисти, стопы) сомнительна.

Для практической оценки вегетативной регуляции сосудов с помощью лазерной допплеровской флоуметрии, особенно акральных зон конечностей, важен общий конечный путь, начинающийся от ПН спинного мозга и являющийся основой для эфферентной рефлекторной регуляции периферического кровообращения. Поэтому при обследовании пациентов следует учитывать возможность центральных влияний на сосуды конечностей, особенно плотно иннервируемые (кожа), например, при психовегетативном синдроме, глубоком вдохе. Это диктует необходимость строгого соблюдения периода адаптации и нормативов нейрососудистых исследований (Крупаткин А.И.,2003).

Парасимпатическая иннервация сосудов

Преганглионарные парасимпатические нейроны находятся в центральной нервной системе (ядра III, VII, IX, X черепно-мозговых нервов) и крестцовом отделе спинного мозга (сегменты S2-4). У человека наличие самостоятельных сосудорасширяющих волокон, берущих начало от этих нейронов, доказано лишь для сосудов языка, слюнных желёз, тазовых и наружных половых органов и, возможно, для сосудов головного мозга. Отчётливые морфологические доказательства наличия парасимпатической периваскулярной иннервации в коже человека отсутствуют за исключением кожи лица, в том числе лба.

Сенсорная периваскулярная иннервация

Сенсорная иннервация сосудов — часть соматической иннервации, осуществляющая афферентную функцию. Рецепторы сосудов представлены в адвентиции и на гладкомышечных клетках средней оболочки. В крупных и средних сосудах они имеются во всех трех оболочках, причём в поверхностных слоях наружной оболочки обнаружены целые рецепторные поля. Рецепторы артериол также представлены обширными рецепторными полями. Рецепторы капилляров имеют вид свободных нервных окончаний (пуговок или петель) в перикапиллярном пространстве. Ноздрачёв А.Д. (1996) считает, что 90% висцеральных аферентов представлены свободными нервными окончаниями. Вероятно, свободные немиелинизированные нервные окончания — основной тип сосудистых рецепторов конечностей. Так, среди четырёх видов рецепторов скелетных мышц конечностей — мышечных веретён, нервно-сухожильных веретён, телец Паччини и свободных нервных окончаний — только последние связаны с иннервацией сосудов (Мак-Комас А.Дж., 2001).

Фактически, афферентная функция проведения импульсов обеспечивает возможность рефлекторных сосудистых реакций, эфферентным звеном которых служат симпатические адренергические волокна. Однако, благодаря осуществлению паракринной безимпульсной локальной эффекторной или антидромной функции сенсорные волокна, содержащие вазодилататорные нейропептиды, непосредственно участвуют в регуляции сосудистого русла конечностей.

Интрамуральная периваскулярная иннервация

В основном подобная иннервация может иметь отношение к сосудам сердца, желудочно-кишечного тракта, головного мозга, половых органов. В литературе её именуют как «интрамуральная вегетативная система», «интерстициальная вегетативная система», «метасимпатическая нервная система»; последний термин относится к внутренним органам, обладающим собственной моторной активностью. Роль интрамуральных механизмов в иннервации тканей конечностей не имеет клинического значения.

3.2. Физиологические основы функционирования периваскулярной иннервации

Сосудистый синапс. Симпатическая нейроэффекторная функция регуляции сосудистого тонуса конечностей осуществляется через сосудистый нервно-мышечный синапс. Терминальные нервные волокна имеют варикозные утолщения диаметром 1-2 мкм без шванновских клеток на границе адвентиции и средней оболочки сосуда. Поэтому прямая иннервация сосудов распространяется, как правило, только до наружного слоя средней оболочки. Нейротрансмиттер, освобождаемый из этих утолщений, достигает гладкомышечных клеток через синаптическую щель (от 20-60 нм до 2 мкм). Он возбуждает как отдельные гладкомышечные клетки, имеющие нервно-мышечные синапсы (ключевые миоциты), так и целую группу других миоцитов (сопряжённых) в зависимости от условий его диффузии из нервных терминалей. Этому способствует наличие широкой межсинаптической щели, а также присутствие иннервируемых и неиннервируемых рецепторов, например, a1 и a2 — адренорецепторов. В дальнейшем возбуждение передается электротонически от клетки к клетке благодаря нексусам (плотным контактам) миоцитов. Ключевые клетки связаны электротонически с сопряжёнными клетками, часть которых возбуждается также медиаторами, диффундирующими из нервных терминалей. Тем самым, кванты НА приводят к деполяризации группы гладкомышечных клеток и одновременному сокращению всего сосудистого региона. Различий в структуре синапсов артерий и вен не выявляется.

Кроме основного доминирующего передатчика нервного импульса (нейротрансмиттера или медиатора) в нервных окончаниях могут синтезироваться, храниться и освобождаться другие нейротрансмиттеры или котрансмиттеры. Синтезируются они в теле нейронов или в самих нервных окончаниях. Для котрансмиттеров, как и для любых нейротрансмитттеров, должны быть свои специфические рецепторы. Например, для нейропептида Y — Y — рецепторы и т.п. Без этого нервный агент не может быть признан котрансмиттером, даже если он выделяется в синаптическую щель. Наконец, существуют вещества-нейромодуляторы, модифицирующие процесс нейротрансмиссии в конкретных ситуациях. В сосудистом синапсе это возможно благодаря большому расстоянию диффузии нейротрансмиттера. В качестве нейромодулятора могут выступать циркулирующие гормоны, местные регуляторные факторы (например, кинины, простагландины и др.), нейротрансмиттеры других или тех же самых нервных окончаний. Некоторые авторы предлагают относить к числу котрансмиттеров всю совокупность медиаторов данного нейрона (Поленов А.С. и др., 1995).

В качестве нейрососудистых агентов обсуждаются множество факторов — моноамины, пурины, аминокислоты, полипептиды, NO (табл. 3.5). Ведущий метод их выявления — гистохимический анализ с определением иммунореактивности.

Как следует из данных табл. 3.5, во-первых, число вазоконстрикторов, участвующих в нервной регуляции сосудов конечностей, меньше, чем факторов неадренергической нехолинергической природы (non-adrenergic, non-cholinergic nerves, NANC-nerves) с вазодилататорным эффектом; во-вторых, бесспорными лидерами среди вазоконстрикторов служат НА и сопутствующие ему котрансмиттеры. Нейрогенные пептиды — вазодилататоры могут играть двойную роль, участвуя как в нейрососудистой регуляции, так и обеспечивая долгосрочные эффекты нейротрофического характера.

Симпатическая адренергическая иннервация. Симпатическая адренергическая иннервация сосудов (табл. 3.6) — постганглионарная часть общего конечного пути симпатической нервной системы.

Как указывалось выше, плотность адренергических окончаний на гладких мышцах неоднородна, в связи с чем чего выделяют три типа гладкомышечных структур: 1 — c высокой плотностью адренергической иннервации, узкощелевыми нервно-мышечными синапсами; все клетки представлены ключевыми миоцитами (гладкая мышца семявыносящего протока, цилиарные мышцы), 2 — с ассиметричной адренергической иннервацией, смещённой к адвентиции (артериальные сосуды сопротивления); 20%-50% клеток являются ключевыми, остальные — сопряжёнными, не иннервируемыми непосредственно, но связанными с ключевыми миоцитами электротонически или возбуждаемыми медиаторами, диффундирующими к ним из нервных терминалей, 3 — с низкой плотностью адренергической иннервации и широкими синаптическими щелями (крупные сосуды, межсфинктерные отделы кишечника) с малым числом ключевых и сопряжённых клеток, в этой группе требуется большая частота электростимуляции нервов для достижения порогового эффекта вазоконстрикции (Burnstock G, 1993).

 

Таблица 3.5

Основные вазоактивные факторы нейрогенной природы

Вазоактивный фактор Вазодилатация Вазоконстрикция
Норадреналин (НА) +
Ацетилхолин (АцХ) +
АТФ +
Серотонин* +(кожа,мышцы конечностей) +(внутренние органы)
Допамин* ± (в малых дозах) +
Энкефалин-динорфин*,** +
Вазоактивный интестинальный пептид (ВИП) +
Пептид гистидин-изолейцин +
Вещество Р +
Соматостатин + (для конечностей) + (для желудочно-кишечного тракта)
Нейротензин** +
Вазопрессин (АДГ)* +
Холецистокинин- гастрин* +
Нейропептид Y ± (вторичная вазодилатация) +
Галанин +
Ангиотензин* +
АКТГ* +
Кальцитонин-ген-родственный пептид +
Нитроксид (NO) +
Нейрокинин А + + (в легочной артерии)
Нейрокинин В + (в венах)

* преимущественная физиологическая роль в ЦНС,

** преимущественное участие в преганглионарных холинергических волокнах,

± непостоянный эффект.

Симпатические сосудистые нервы проводят импульсы амплитудой 50-200 мкВ, группирующиеся в залпы. Нервные терминали имеют пресинаптические пузырьки (15-30 на 100мкм длины терминали), число которых увеличивается по мере уменьшения диаметра нервного волокна. Терминальные участки адренергических волокон формируют периваскулярную сеть, по форме напоминающую бусы, т.к. варикозные расширения чередуются с перетяжками. Благодаря этому нервы могут контактировать с целой группой ключевых миоцитов. Основным нейротрансмиттером служит НА; в качестве котрансмиттеров выступают АТФ (пуринергическая котрансмиссия); нейропептид Y. Менее значима роль нейрогенного пула серотонина, вазопрессина, энкефалина-динорфина, соматостатина, NO, галанина. Вещество Р может обнаруживаться в симпатических ПН, но клиническая значимость его в постганглионарных волокнах маловероятна. Есть данные, что в симпатической иннервации кожных распределительных артерий кроме норадреналина и АТФ преобладает нейропептид Y; в мелких артериях — нейропептид Y, динорфин; в прекапиллярах — только динорфин без нейропептида Y. Следует учесть, что роль нейрогенного пула энкефалина в прямой иннервации сосудов покровных тканей малозначима, а роль нейропептида Y в непосредственной регуляции прекапиллярных артериол кожи некоторыми авторами не упоминается (Burnstock G, 1993).

Таблица 3.6

Симпатическая регуляция мягких тканей туловища и конечностей

Компоненты конечностей Влияние стимуляциисимпатических волокон Участие адренорецепторов
СОСУДЫ:
Артерии кожи Сужение a
Холинергическая дилатация -
Артерии скелетных мышц Сужение a
Холинергическая дилатация -
Дилатация под влиянием циркулирующего адреналина b2
Вены Сужение a
Дилатация b2
Мышцы,поднимающие волосы Сокращение a
Потовые железы Секреция (холинергические волокна) -
Жировые клетки Липолиз с повышением уровня свободных жирных кислот плазмы крови a2, b1
Скелетные мышцы Усиление сокращений белых «быстрых» волокон, уменьшение сокращений красных «медленных» волокон, распад гликогена b2(мембрана миоцита)
Облегчение двигательной нервно-мышечной передачи путём пресинаптического влияния на секрецию АцХ a и b(пресинаптические)

Примечание: a2 и b2 — рецепторы преимущественно подвержены влиянию циркулирующих КА, а не НА как нейромедиатора.

В работе Поленова С.А. с соавт. (1995) предложена гипотетическая схема взаимодействия НА, АТФ и HY в регуляции сосудистого тонуса. При некотором низком уровне симпатической нервной активности высвобождаются АТФ и НА. АТФ приводит к фазическому быстрому сокращению, вызываемому одиночным нервным импульсом, или действует в начальной фазе сократительной реакции в ответ на продолжающуюся стимуляцию. НА важен для тонического сокращения гладких мышц во 2-ой фазе реакции на продолжающуюся или усиленную симпатическую активность. При возрастании импульсной активности и её пачечных паттернов освобождается HY, обладающий прямым вазоконстрикторным эффектом и потенцирующим влиянием на сокращения миоцитов, вызванные НА. HY обеспечивает длительное тоническое сокращение сосудов. Физиологический смысл взаимодействия медиаторов — тонко дифференцированное и экономное управление сокращениями гладких мышц сосудов.

Симпатическая холинергическая иннервация. Сосуды кожи лишены парасимпатической холинергической иннервации. В то же время симпатические холинергические постганглионарные волокна могут играть определённую роль в регуляции сосудов. Описаны два подобных варианта — для кожи туловища и неакральных проксимальных зон конечностей человека (участие в терморегуляторных процессах) и для мышц конечностей при стартовых опережающих двигательных реакциях только у животных (как начальная стадия реакции на стресс, компонент оборонительных поведенческих реакций). В целом симпатические холинергические волокна не являются облигатным механизмом регуляции функции сосудов в обычных условиях и участвуют только в отдельных вышеуказанных случаях специальной регуляции.

Основной нейротрансмиттер симпатических холинергических постганглионарных волокон — ацетилхолин (АцХ). В качестве котрансмиттеров могут выступать ВИП, пептид гистидин-изолейцин, описаны присутствие в нервных терминалях небольшого количества HY, энкефалина, нейротензина. Неясно, является ли АТФ котрансмиттером в холинергических сосудистых нервах. В холинергических сосудистых волокнах нет КГРП и вещества Р, но в волокнах, иннервирующих потовые железы, они в небольшом количестве обнаружены (Ноздрачев А.Д., 1996).

 

Физиологическая роль холинергической иннервации сосудов кожи

Терморегуляторные эффекты, связанные с кровотоком, различны в разных областях тела, протекая по-разному в акральных зонах (пальцы, кисти и стопы, ушные раковины, губы, нос) и проксимальных участках конечностей, туловище и голове (передняя поверхность грудной клетки, шея, подбородок, лоб, проксимальные отделы предплечий, плечи). Кровоснабжение кожи акральных зон контролируется исключительно норадренергическими симпатическими механизмами: увеличение симпатического тонуса вызывает вазоконстрикцию, снижение — вазодилатацию, причем до почти максимально возможной степени. В коже проксимальных отделов конечностей согревание тела вызывает увеличение кровотока, превышающее то, которое отмечается при блокаде симпатической адренергической иннервации. В этой дополнительной вазодилатации участвуют холинергические симпатические волокна.

Известно, что внешний обогрев вызывает 2-х фазную реакцию дилатации сосудов кожи — первая фаза связана с расширением сосудов за счёт снижения норадренергической импульсации; наступление второй фазы совпадает с началом потоотделения. У людей с врожденным отсутствием потовых желез нет второй фазы (Физиология человека…1996). Конкретные механизмы холинергической вазодилатации предположительно связаны с рядом факторов: 1- влиянием ВИП и ПГИ, 2- АцХ-стимуляцией эндотелия с образованием NO, 3- воздействием брадикинина, образующегося вторично при потоотделении. Следует подчеркнуть вторичное участие брадикинина в процессах сенсорной вазодилатации кожи всех зон конечностей, как проксимальных, так и дистальных участков. Нельзя исключать участие холинергических волокон в пресинаптическом торможении выброса норадреналина из адренергических терминалей. На сегодняшний день нейротрасмиттер тепловой холинергической вазодилатации неизвестен. Показано, что она предотвращается локальной анестезией кожи или симпатэктомией. Системная или локальная блокада адрено — и холинорецепторов не предотвращают вазодилатацию. Однако введение ботулинического токсина (пресинаптического блокатора холинергической нейротрансмиссии) предотвращает ее. Тем самым, нейротрансмиттером служит неизвестное вещество, сопряженное с холинергической передачей. Последние годы активный симпатический вазодилатационный компонент в коже человека привлекает пристальное внимание иследователей (Sugenoya I, et al., 1998).

Вероятно, рефлекторная терморегуляторная роль холинергической симпатической иннервации ограничена участием в тепловом потоотделении, т.к. эмоциональное потоотделение (психоэмоциональный стресс, психическая нагрузка) сопровождается сужением сосудов. Это особенно отчётливо проявляется в акральных зонах. В любом случае следует учитывать, что сужение всех кожных сосудов обусловлено преимущественно повышением норадренергической импульсации, а расширение сосудов проксимальных зон конечностей при термовоздействиях может быть связано с дополнительными неадренергическими механизмами.

Сенсорная периваскулярная иннервация. Выделяют две группы (популяции) сенсорных волокон: 1- афферентные нервы, выполняющие роль проведения чувствительных импульсов и поддержания вегетативных сосудистых рефлексов (Решетняк В.К., Кукушкин М.Л., 2001); в их окончаниях мало везикул и больше митохондрий, 2- волокна пептидергических чувствительных нейронов (обычно 10-30% сенсорных терминалей, синонимы — периферические капсаицин-чувствительные нервные волокна, сенсорно-моторные волокна); в их терминалях много везикул с нейропептидами, которые выделяются антидромно нервному импульсу по паракринному безымпульсному механизму. Ведущим критерием принадлежности афференных волокон к этой популяции служит чувствительность к капсаицину (см. ниже). В 1988 году Holzer Р. ввел понятие «локальной эффекторной функции периферических капсаицин-чувствительных нервных окончаний», так как содержащиеся в них нейропептиды активно местно влияют на кровообращение и тканевые процессы (Holzer P, 1988, 1991, 1992; Holzer P., Maggi C.A., 1998). Нельзя исключить варианты сочетания сенсорно-афферентной и пептидергической функций чувствительных волокон.

В пептидергических сенсорных структурах содержатся АТФ, соматостатин, ВИП, галанин, опиоидные пептиды, нейрокинины А и В , вещество Р, КГРП и возможно NO, но непосредственно из сенсорных нервных окончаний кожи конечностей при антидромной стимуляции в значимых количествах выделяются вещество Р, КГРП, нейрокинин А, АТФ. Механизмы, участвующие в пептидергической вазодилатации и её распространении — местный аксон-рефлекс в пределах площади вовлечённых рецепторных полей (в коже человека — каждое около 2 см 2, у крыс — 6 мм 2 для конкретного нейрона) и заднекорешковый рефлекс (ЗКР), более обширный по распространённости. Формирование ЗКР включает освобождение глутамата в заднем роге из первичных сенсорных волокон; взаимодействие его с рецепторами глутамата (NMDA и не NMDA — рецепторы) мембраны промежуточных ГАМК — ергических нейронов (интернейронов); освобождение ГАМК в межнейронных синапсах; взаимодействие ГАМК с ГАМКА — рецепторами первичных сенсорных терминалей заднего рога, в том числе нейронов, не связанных с первичным очагом повреждения ткани; деполяризация большого числа сенсорных терминалей, достаточная для активации антидромного рилизинга нейропептидов.

Нет доказательств существования специализированных нейроэффекторных синапсов сенсорных терминалей в стенке сосуда. Считается, что нейропептиды оказывают влияние за счёт диффузии, контактируя с рецепторами, взаимодействуя друг с другом и вегетативными нервами. Например, адренергическая система через a2 — адренорецепторы угнетает освобождение нейропептидов из сенсорных терминалей, КГРП ингибирует норадренергическую трансмиссию. Подтверждением диффузионного механизма рилизинга нейропептидов являются факты обнаружения иммунореактивности к ним в плотных пузырьках, располагающихся в большинстве случаев вдали от синаптической щели, причём их освобождение может происходить на расстоянии от неё (Ноздрачев А.Д., 1996).

Вещество Р вызывает как прямое расслабляющее действие на миоциты, так и эндотелий-зависимую вазодилатацию, в том числе за счет выделения самого вещества Р из эндотелия. В венах дилататорное действие вещества Р — эндотелий-независимое. Наряду с вазодилатацией вещество Р увеличивает сосудистую проницаемость, преимущественно венул для жидкости и белков. Подтверждением наличия раздельных нейрогенных и эндотелиальных источников вещества Р служит то, что денервация капсаицином не влияла на освобождение вещества Р из эндотелия (Burnstock G., 1993).

Периваскулярные нервные волокна, содержащие вещество Р, обнаружены в артериях и венах, но плотность их выше в крупных артериях и венах. С уменьшением диаметра сосудов плотность этих терминалей снижается. Вены снабжены пептидергическими волокнами беднее, чем артерии, в связи с чем вещество Р может не оказывать влияния на ёмкостные сосуды предплечья. Вещество Р — один из самых сильных вазодилататоров, действующих в минимальной концентрации, но кратковременно. Внутриартериальное введение его немедленно и резко увеличивает кровоток кожи, мышц, жировой ткани, брюшной полости по дозозависимому принципу, но в течение нескольких секунд после прекращения инфузии он снижается. Внутрикожная инъекция вызывает зуд, покраснение и отёчность. Эти эффекты частично блокируются предварительным назначением антагонистов вещества Р, а также антигистаминных препаратов, что подтверждает механизм влияния больших доз вещества Р отчасти через освобождение гистамина тучными клетками. Хотя роль вещества Р при нейрогенном воспалении у млекопитающих доказана, но у человека выявляется не всегда.

Значительно большее число сенсорных волокон содержат КГРП, чем вещество Р. Наибольшая КГРП-иммунореактивность выявляется в нейронах сенсорных ганглиев и их центральных и периферических волокнах. Важной особенностью этих периваскулярных афферентов служит их локализация не только на границе серозной и мышечной оболочки сосуда (это характерно для вегетативных волокон и вещество Р — содержащих афферентов), но проникновение в толщу мышечной оболочки, иногда вплоть до эндотелия. КГРП обладает наиболее мощным среди нейропептидов периферическим вазодилатирующим действием на кожно-мышечное сосудистое русло, более длительным по сравнению с веществом Р и ВИП без вовлечения эндотелия (по эндотелий-независимому механизму путём прямых влияний на миоциты) в резистивных сосудах диаметром 100-400 мкм и эндотелий-зависимому в магистральных артериях диаметром более 1 мм. На периферии возможен метаболический характер взаимодействия КГРП и вещества Р — длительная кожная вазодилатация после внутрикожного введения КГРП переходила в кратковременную, если одновременно вводили вещество Р, возможно, вследствие освобождения протеаз тучными клетками, стимулируемыми веществом Р. Кроме действия на сосудистую стенку вазодилатация может быть связана с освобождением гистамина из тучных клеток, угнетающим действием КГРП на деградацию вещества Р, ингибированием освобождения НА. Следует отметить противоположный гипертензивный эффект с повышением уровня НА плазмы крови при введении КГРП внутрь желудочков головного мозга.

Пептидергические нервы и их волокна, обладающие локальной антидромной функцией, реагируют на нейротоксин капсаицин — функциональный маркер афферентных волокон — и родственные ему ваниллоиды.

Действие капсаицина включает три стадии:

1-я — ранний возбуждающий эффект. При этом активируется выделение нейропептидов в области рецепторов за счет открытия капсаицин-чувствительных неселективных катионных каналов, входа ионов кальция и натрия в клетку и длительной деполяризации аксонов;

2-я — десенситизация, т.е. рефрактерность, нечувствительность сенсорных волокон к сенсорным и болевым стимулам, к самому капсаицину. Эта стадия более избирательна по сравнению с 1 стадией, служит маркером вовлечения С-пептидергических афферентов, симпатические волокна не затрагиваются. Частично происходит морфологическая дегенерация пораженных нейронов с прекращением секреции нейропептидов;

3-я — дегенерация нервных волокон, т.е. проявляется нейротоксический эффект капсаицина с блокадой аксонального транспорта и деструкцией нейронов, связанный с массивным входом ионов кальция и натрия. При системном введении капсаицина млекопитающим (35-300 мг/кг) периферические нервные структуры дегенерировали необратимо (17% нейронов спинальных ганглиев, 45% маломиелинизированных С-волокон), в связи с чем у человека используются только локальные аппликации капсаицина в диагностических и лечебных целях (болевые синдромы, опосредованные С-афферентами). Локальное использование капсаицина периаксонально блокирует импульсацию С-волокон и задних корешков. Неселективная блокада более 90 минут избирательно поражает С-волокна. После этого около 3-х суток и даже до 2-3-х недель сохраняется набухание до 32%-40% маломиелинизированных волокон (Золотарев В.А., Ноздрачев А.Д., 2001).

Взаимосвязь разных типов периваскулярной иннервации. В основном, практически значимыми являются функциональные взаимоотношения симпатической норадренергической иннервации с пептидергической сенсорной, в меньшей степени — с холинергической иннервацией. Нарушение их баланса — компонент многих патологических процессов (Крупаткин А.И., 2003). Сенсорная пептидергическая вазодилатация может перекрываться симпатической рефлекторной вазоконстрикцией. Например, при общем охлаждении тела аксон-рефлекторный вазодилататорный ответ на электростимуляцию снижался. Возможным объяснением этому феномену является «соревнование» центральной вазоконстрикции и локальных вазодилататорных механизмов за сосудистые миоциты, а также влияние охлаждения через a2 — адренорецепторы сосудов и немиелинизированных афферентов. Вазоконстрикция и снижение рилизинга нейропептидов из сенсорных волокон перекрывают возможности вазодилататорного аксон-рефлекса. Вследствие симпатических влияний при нейропатических болевых синдромах с активацией сенсорных волокон гипертермия кожи может не носить постоянного характера, а варьировать во времени в сторону снижения или повышения (Крупаткин А.И., 2003). При этом может задействоваться не только НА, но и нейропептид Y , который ингибирует вазодилатацию, вызванную веществом Р. С другой стороны, высказывается гипотетическое ( ! ) предположение, что в ряде случаев симпатически поддерживаемых болевых синдромов адренергические волокна, активируя сенсорные афференты, способны усилить не только боль, но и нейрогенное воспаление. Поэтому в этих вариантах меры по снижению симпатической активности (назначение адреноблокаторов и др.) могут не только уменьшить боль, но и воспалительную реакцию (Thomas D., et al., 1992). Каким образом это соотносится с приведенными выше фактами о влиянии охлаждения, требует дальнейших исследований.

Результирующая величина сосудистого тонуса. Результирующий тонус сосудов определяется соотношением вазоконстрикторных и дилататорных механизмов. На системном уровне, по мнению Беленкова Ю.Н., Мареева В.Ю. (2002) «сегодня правильнее говорить не о чрезмерной активации каких-то нейрогормональных систем, даже столь мощных как ренин-ангиотензин-альдостероновая (РААС) или симпатоадреналовая система (САС), а о балансе разных по направлению своего действия факторов». К ним авторы относят две группы факторов — вазоконстрикторные антидиуретические, вызывающие пролиферацию клеток и ремоделирование сердца и сосудов (например, РААС, САС, эндотелин и др.), которым противостоят вазодилатирующие, диуретические и антипролиферативные, защищающие органы-мишени от ремоделирования (например, NO,брадикинин, простациклин и другие).

Какие факторы играют основную роль в определении результирующей величины тонуса сосудов конечностей в физиологических условиях? Среди вазоконстрикторных — это рефлекторная активность симпатической адренергической иннервации, а также миогенное сокращение гладкой мускулатуры при повышении внутрисосудистого давления (в основном, сосудов скелетных мышц). Все остальные констрикторные регуляторные факторы (гормональные, местные) оказывают клинически значимый эффект на сосудистый тонус в основном при патологических условиях как общего системного характера (гипертоническая болезнь, геморрагический шок и др.), так и при местных процессах в конечности (например, симпатический вазомоторный рефлекс может активироваться под влиянием афферентного потока в результате повреждений или заболеваний конечности). Следствием выраженной вазоконстрикции может явиться такой типовой патологический процесс как ишемия тканей.

Среди вазодилататорных механизмов значимыми в физиологических условиях являются рефлекторное торможение симпатической адренергической активности, секреция NO эндотелием, миогенное расслабление гладкой мускулатуры при снижении внутрисосудистого давления (в основном для сосудов скелетных мышц), а также паракринная секреция трофических сенсорных нейропептидов. Хотя последние играют роль в основном при повреждении или раздражении тканей, но их значение в текущей регуляции сосудистого тонуса несомненна и продемонстрирована ранее (Крупаткин А.И., 2003). Вполне естественно, что систематическое возникновение сенсорных стимулов при движении конечностей или изменении биохимизма внутренней среды поддерживает секрецию определённого количества нейропептидов и их концентрацию в межтканевом пространстве, осуществляя тем самым трофику тканей. При физической работе конечностей могут включаться дополнительные местные метаболические и b-адренергические механизмы вазодилатации сосудов скелетных мышц, а при тепловом потоотделении в проксимальных отделах конечностей — симпатические холинергические реакции. Остальные многочисленные вазодилатирующие факторы играют роль в патологических условиях, в основном местно в зоне травмы или патологического тканевого процесса (воспаления, аллергической реакции, и др.).

Типовым патологическим процессом, сопутствующим вазодилатации, может служить гиперемия тканей, в основном артериальная по характеру. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. (2001) выделяют три механизма артериальной гиперемии — миопаралитический (снижение миогенного тонуса сосудов прекапиллярных сфинктеров, например, в ходе реактивной постокклюзионной или рабочей гиперемии, вызванной местными метаболическими факторами), нейропаралитический (снижение симпатической адренергической активности) и нейротонический (связан с активацией нейрогенной вазодилатации, например, сенсорных или холинергических механизмов). Миопаралитическая гиперемия — нутритивная, т.к. проявляется увеличением числа функционирующих капилляров, а нейропаралитическая — ненутритивная, т.к. существенно может возрастать доля шунтового кровотока через анастомозы. По нашим данным сенсорная пептидергическая вазодилатация, например, при гиперпатии на фоне повреждённого нервного ствола, может сопровождаться значительным ростом доли нутритивной микрогемодинамики (числа функционирующих капилляров, рО2 ткани), а при комплексном регионарном болевом синдроме — дополнительно нейропаралитическим компонентом (Крупаткин А.И., 2003).

В связи с вышеизложенным интересны взаимоотношения нервной и местной регуляции сосудистого русла. Наиболее отчётливо взаимосвязи нервной и местной регуляции проявляются в явлениях «функционального симпатолиза» или «тахифилаксии сосудов». Они отражают проблему общего и местного в патологии, возможность относительной автономии периферии — работающей скелетной мышцы или очага воспаления.

Физическая нагрузка требует увеличения притока крови к скелетным мышцам, что обеспечивается рабочей артериальной гиперемией. Она развивается по миопаралитическому механизму под влиянием местных метаболитов-вазодилататоров, снижающих миогенный сосудистый тонус. Однако, динамическая физическая работа сочетается с общей активацией симпато-адреналовой системы, повышением артериального давления и общей прессорной доминантой в сосудах неработающих органов. Гладкая мускулатура сосудов работающей мышцы становится нечувствительной к прессорным нервным влияниям за счет пресинаптической модуляции в симпатических синапсах и торможения выделения HA под влиянием локальных факторов (Н++,аденозина и др.). Нельзя исключить вклад эндотелиальных и пептидергических нейрогенных механизмов.

В воспалительном очаге также сохраняются анатомические нейрососудистые взаимосвязи, но благодаря аналогичному механизму миопаралитической гиперемии оно способно развиваться относительно независимо от общих нейрогенных влияний по аутохтонному пути, например, при политравме на фоне выраженной стрессорной активации симпато-адреналовой системы и увеличения КА крови. Функциональное «отключение» иннервации при воспалении демонстрируется в эксперименте — на ухе кролика вызывается воспаление; если затем раздражать симпатические нервы шейных узлов, то вазоконстрикция выявляется только на неповреждённой стороне (Аничков Н.Н., 1938).

Таким образом, при функциональной оценке микрогемодинамики необходимо учитывать тройственный (нейрогенный, миогенный и эндотелиальный) характер регуляции тонуса микрососудов.

3.3. Регуляция нутритивного русла и транскапиллярного обмена

Капилляры — это основной компонент нутритивного микрососудистого русла. Они обладают средней длиной 0,5 мм, внутренним диаметром 5-10 мкм, толщиной стенки около 1 мкм, общей площадью поперечного сечения 4500 см2 (в 1000 раз больше диаметра корня аорты) и общей площадью поверхности более 100 м2, что обеспечивает обмен веществ между кровью и интерстициальной жидкостью. Благодаря ему осуществляется непосредственная доставка кислорода, питательных веществ и удаление продуктов обмена. Транспорт веществ (диффузия, фильтрация, активный перенос) осуществляется через стенки нутритивных микрососудов (слой эндотелиальных клеток, мембраны капилляров и отчасти венул).

Транскапиллярный транспорт из крови в интерстициальную жидкость зависит от взаимоперекрывающегося влияния четырех групп факторов:

1) градиента концентрации транспортируемого вещества,

2) гемодинамических факторов микрососудистого русла (количество, длина функционирующих капилляров и их плотность, определяющие площадь обменной поверхности и расстояние, на котором осуществляется обмен; гидростатическое внутрикапиллярное давление; капиллярный кровоток). Скорость диффузии из крови в интерстициальное пространство прямо пропорциональна площади поверхности обмена и обратно пропорционально расстоянию диффузии. Гидростатическое давление и соотношение пре- и посткапиллярного сопротивления оказывают относительно меньшее влияние на скорость диффузии и в основном влияет на фильтрацию жидкостей. Площадь поверхности и расстояние диффузии варьирует, в основном за счет плотности капилляров — в фазных волокнах скелетных мышц их 300-400 на мм3, в тонических — около 100 на мм3, в коже пальцев кисти примерно 110 на мм3. Для реализации трофики тканей важно число перфузируемых капилляров, их отношение к неперфузируемым.

3) состояния самой стенки капилляров, обеспечивающей проницаемость в узком ее понимании как состояния барьерной функции мембран. Гематоцеллюлярный барьер составляют конактирующий с кровью эндокапиллярный слой (гликокаликс), клетки эндотелия и связывающее их промежуточное вещество, базальная мембрана капилляров, перикапиллярное основное вещество соединительной ткани и плазмалемма клеток паренхимы.

4) характера вещества, транспортируемого из крови в ткань и обратно. Последние годы широкое распространение получил термин «массоперенос» веществ, объединяющий как гемодинамические, так и барьерные аспекты транскапиллярного обмена. Термин «проницаемость» не является синонимом транскапиллярного обмена.

Сосудистую проницаемость связывают с наличием пор эндотелия, расширением межклеточных контактов и с трансцитозом (транспортом жидкости в пиноцитотических везикулах через цитоплазму эндотелия). Различия гидравлической проницаемости разных сосудистых бассейнов обусловлены различиями числа пор на единицу площади сосудистой стенки, т.е. степенью ее фенестрированности. Сосуды скелетных мышц, кожи имеют сплошной эндотелиальный слой с порами. Фенестрированность капилляров для них не характерна; в тканях конечностей, туловища капилляры с прерывистой стенкой и большими интерстициальными просветами встречаются только в костном мозгу. Но эти окна не являются участками с отсутствием цитоплазматического слоя, а зонами истончения эндотелиоцитов, причем базальная мембрана всегда сохраняет непрерывность.

Подпись:       Рис. 3.2 Кожная микроциркуляторная единица типового состава (по Зайчик А.Ш., Чурилов Л.Л., 2001, с изменениями)   А – артериола, В – венула, М – метартериола, Ш – артериоло-венулярный шунт, ПС – прекапиллярный сфинктер, ОК – основной (магистральный канал), ИК – истинные капилляры, ТК – тучные клетки, СВН – симпатические вазомоторные нервные окончания, ЧН – чувствительные нервные окончания.   Регуляция микрососудистого русла — один из наиболее сложных аспектов физиологии сосудистого русла. Влияние регуляторных факторов на функции капилляров может осуществляться двумя путями — опосредованно через мышечносодержащие сосуды до и после капилляров (артериолы и венулы, мелкие вены) и непосредственно безсинаптическим путем. Схема типичной микроциркуляторной единицы представлена на рис. 3.2.

Соотношения разных видов регуляции тонуса микрососудов представлены в табл. 3.7.

Из данных табл. 3.7 не следует делать вывод, что капилляры и безмышечные венулы не регулируются. Хотя их диаметр не меняется (если и меняется, то незначительно), но на уровне нутритивных сосудов факторы метаболической и гормональной регуляции активно влияют на транскапиллярный обмен.

Нейросинаптическая регуляция, обеспечивающая срочное (быстрое) реагирование в системе микроциркуляции, выражена у артерий, артериол, анастомозов, в меньшей степени у метартериол и мелких вен, а для прекапиллярных сфинктеров, капилляров и венул главенствует гуморальная (местная, гормональная) регуляция, в том числе нейрогенные безсинаптические паракринные механизмы. Интерес представляет регуляция периэндотелиальных клеток — перицитов, т.к. они имеют микрофиламенты для сокращения и, возможно, могут, охватывая капилляры менять диаметр их просвета. Есть экспериментальные доказательства, что при внутривенном введении НА, вазопрессина, серотонина перициты вокруг микрососудов скелетных мышц могут сокращаться; однако, в скелетной мускулатуре в отличие от миокарда не выявлено эфферентной иннервации перицитов и подходящих к ним нервных окончаний (Tilton R.G., et al., 1979).

Нервная синаптическая регуляция контролирует общий поток крови в микрососудистом русле тканевых регионов (как нутритивный, так и шунтовой). Площадь обменной поверхности капилляров, количество функционирующих капилляров мягких тканей туловища и конечностей определяется состоянием прекапиллярных сфинктеров, лишённых симпатической синаптической регуляции. В то же время соотношение прекапиллярного и венозного давления может также изменять транскапиллярный обмен, влияя на капиллярное гидростатическое давление. Известно, что значительное увеличение артерио-венозного градиента давления может преодолевать сопротивление капилляров и приводить к возрастанию капиллярного кровотока.

Таблица 3.7

Основные направления регуляции тонуса микрососудов в физиологических условиях

Сосуд Нервнаярегуляция Эндотелий-зависимаявазодилатация Миогенная регуляция
Мелкая артерия +++ ++(NO) +/-
Артериола ++ +(NO,EDHF) +
Метартериола + +(EDHF,NO?) ++
Прекапиллярный сфинктер - +(EDHF,NO?) +++
Истинный капилляр - - -
Безмышечнаявенула - - -
Мелкая вена + +/- +/-
Артериоловенулярный анастомоз +++ +/-(?) -

Примечание: Количество «+» обозначает степень выраженности регуляции. Термин «нервная регуляция» обозначает синаптическую (в основном симпатическую адренергическую) нейро-гладкомышечную регуляцию, которая прогрессивно убывает с исчезновением миоцитов в стенке сосуда. Прекапиллярные сфинктеры, хотя и содержат миоциты, но не имеют синаптической регуляции. Безсинаптическая нервная регуляция сохраняется даже на уровне капилляров. Эндотелий-зависимая вазодилатация и миогенная регуляция осуществляются за счет воздействия факторов местной и гормональной регуляции на рецепторы миоцитов и эндотелиоцитов. NO-зависимая вазодилатация наиболее выражена на уровне мелких артерий и более крупных сосудов. Роль простагландинов значима в условиях патологии.

Интерес представляют особенности нейрогенной бессинаптической регуляции нутритивных микрососудов. Объектом нейрогенной регуляции на уровне нутритивных микрососудов служит транскапиллярный обмен, а в структурном выражении — функция прекапиллярных сфинктеров и состояние стенки нутритивных микрососудов. Безсинаптическая иннервация капилляров и венул осуществляется путем непосредственной диффузии нейрогенных факторов из свободных нервных окончаний в направлении микрососудов, а также непрямым путем посредством клеток соединительной ткани, выделяющих физиологически активные вещества под влиянием нейрогенных стимулов. По сути это «нейрогуморальная регуляция» в прямом значении термина и основа нервной трофики тканей. Естественно, что бессинаптически нерв может влиять и на стенки более крупных сосудов (артериол), особенно в условиях патологии, например, при нейрогенном воспалении и активации сенсорных пептидергических окончаний.

Хотя общий объём кровотока через микроциркуляторное русло регулируется нейросинаптическими механизмами сокращения миоцитов артериол, но именно регуляция (преимущественно местная) прекапиллярных сфинктеров определяет перфузируемость капилляров кровью.

Изменение проницаемости стенки капилляров может осуществляться самостоятельно и независимо от пре- и посткапиллярного сопротивления за счет собственных эндотелиальных механизмов. Повышение проницаемости стенок капилляров и венул может быть обусловлено влиянием на сосудистый эндотелий как физиологически активных веществ (кининов, гистамина и др. при остром воспалении, травме, аллергических реакциях), так и медиаторов нейрогенного воспаления (вещества Р, КГРП, нейрокинина А при нейропатической боли, гиперпатии). Снижение проницаемости наблюдается при дистрофических (в том числе застарелых нейродистрофических) процессах, гипертонической болезни, атеросклерозе и др.

Существуют различия бессинаптической регуляции нутритивных микрососудов со стороны симпатических и сенсорных пептидергических нервных окончаний. В эксперименте с веществами, мечеными индикаторами (сахароза, полиэтиленгликоль, альбумин), стимуляция симпатических адренергических нервов повышала коэффициент капиллярной фильтрации (ККФ) для жидкостей в подкожной жировой клетчатке несмотря на сопутствующую вазоконстрикцию. Проницаемость для них в этих условиях превышала аналогичные показатели, полученные при максимальной вазодилатации. Причиной этого феномена служит увеличение размеров пор нутритивных микрососудов, особенно ближе к венозному концу обменного звена, за счёт сокращения эндотелиальных клеток, активации a-адренорецепторов эндотелия. Увеличение размеров пор влияет в основном на фильтрацию, а не на диффузию, так как активность фильтрации пропорциональна радиусу пор в четвёртой степени, а диффузии — во второй степени. Другие вазоактивные медиаторы (гистамин, брадикинин, простагландины) не участвуют в процессе симпатической активации проницаемости, т.к. их блокада не устраняла увеличение ККФ при симпатической электростимуляции. В то же время многие авторы не считают физиологически существенными влияния симпатической иннервации непосредственно на проницаемость микрососудов скелетных мышц и даже пренебрегают этим фактором в ходе эксперимента (Ткаченко Б.И. и др., 1992). Тем самым, особенностями влияний симпатических окончаний являются увеличение проницаемости стенок нутритивных микрососудов преимущественно для жидкостей без участия дополнительных вазоактивных медиаторов, отсутствие как вазодилататорного эффекта, так и роста площади поверхности обмена. В скелетных мышцах эти влияния незначительны.

Нейропептиды сенсорных волокон наоборот вызывают отчётливую вазодилатацию, увеличение площади обменной поверхности микрососудов, а значит и активности диффузии. Вещество Р и нейрокинин А дополнительно повышают проницаемость сосудистой стенки для жидкостей. Характерно вторичное вовлечение других вазоактивных медиаторов тканей — кининов, простагландинов. Исходя из вышеизложенного показатели проницаемости для жидкостей менее адекватны, чем параметры диффузии для дифференциальной диагностики состояния сенсорных и симпатических каналов нервной регуляции.

Функциональный элемент органа. «Для микроциркуляторного русла важна регуляция не отдельных элементов, например, единичных капилляров, а всего сосудистого микролокуса («ангиона» или микрорайона по В.П.Казначееву), обеспечивающего питание отдельных функциональных единиц того или иного органа », так как «иннервация по синаптическому типу менее подходит для этой функции в силу своей острой направлености на определенные функциональные элементы» (Чернух А.М. и др., 1984). Этот путь более адекватен потребностям тонкой регуляции и настройки микроциркуляции к конкретным местным тканевым ситуациям по принципу системоквантов вместо «адресно-телефонного» синаптического механизма.

Функциональный элемент органа (ФЭО, синонимы — структурно-функциональный элемент органа, микрорайон, капиллярно-тканевая система, гистофизиологическая микросистема) — это структурно-функциональные единицы органов, состоящие из совокупности специализированных клеток паренхимы, соединительной ткани, микрососудов, окончаний нервных волокон (рисунок 3.3). Они обеспечивают единство кровоснабжения, иннервации, метаболизма, сохранность гомеостаза тканей и их морфологическую устойчивость в конкретных условиях жизнедеятельности. По Чернуху А.М. с соавт (1984) структурно-функциональный элемент соединительной ткани — «гистион», который всегда первым вовлекается в патологический процесс. Тем самым, представление об однородной и непрерывной сосудисто-капиллярной сети в органах и тканях уступает место подразделению микроциркуляторного русла на обособленные микрососудистые блоки, обеспечивающие зональную трофику отдельных микрорегионов ткани. Эти блоки автономны гемодинамически, имеют относительно независимые входы и выходы, раздельную нервную регуляцию. Их существование реально в коже, скелетных мышцах, но в некоторых органах (сердце, головной мозг) их обнаружить трудно. Тем не менее понимание гетерогенности микроциркуляции ткани и органа важно для её клинической оценки, т.к. не только временная, но и пространственная изменчивость микрососудистых параметров — это норма жизнедеятельности тканей.

Подпись:    Рис. 3.3 Нейротрофическое обеспечение компо-нентов функционального элемента скелетной мышечной ткани (по: Чернух А.М. и др., 1984, с изменениями)   М – клетка скелетной мышцы, Э – эндотелий капилляров, П – перицит, ТК – тучная клетка, СВ – соединительные волокна. Обозначены свободные нервные терминали вблизи капилляров и перицитов (А), около мышечной клетки (Б), вблизи капилляра и клетки мышцы (В), в основном веществе соединительной ткани (Г)   Хотя структура ФЭО разных органов имеет свою специфику, но микро-циркуляторный компонент ФЭО един и состоит из микроциркуляторных сосудистых единиц типичного строения. Типичная микроциркуляторная единица (ТМЕ) пространственно ограничена одной приносящей артериолой и двумя выносящими посткапиллярными венулами; в ее состав входят артериола, метартериола, венулы, артериоло-венулярные анастомозы, магистральный канал (наиболее крупный капилляр), истинные капилляры, а также лимфатические сосуды. ТМЕ — это тот каркас, на котором объединяются соединительнотканные стромальные и паренхиматозные элементы. ФЭО — это основа трофического обеспечения тканей, в том числе путём влияния иннервации как на сосудистую систему, так и на тканевые элементы.

3.4 Влияние реактивности стенки сосудов на результирующий эффект регуляторных влияний

Величина сосудистого тонуса или состояние транскапиллярного обмена — это результирующая множества разнонаправленных нейрогенных, местных, гормональных влияний на сократительную активность миоцитов сосудов или стенку капилляров и посткапиллярных венул. Итоговый эффект определяется не только их активностью как факторов внешнего воздействия, но и функциональным состоянием реагирующих структур, то есть способностью самого регулируемого объекта (гладкой мускулатуры сосудов или стенки капилляра, венулы) отвечать на эти воздействия адекватным образом. Тем самым, хотя реактивность сосудов не является непосредственным регулирующим фактором, но служит неотъемлемым компонентом, определяющим конечный результат. Оценка реактивности самого сосуда особенно важна при трактовке диагностических функциональных проб.

При исследовании регуляторных влияний необходимо учитывать «закон инициальных значений», то есть зависимость изменений показателей кровообращения от их исходной величины, состояния до воздействия стимула (Wilder Y., 1962). Для тонуса сосудов исходное состояние — это исходная степень возбуждения гладкомышечных клеток, проявляющаяся в соответствующем уровне их сократительной активности и образования актин-миозиновых мостиков.

Примеры влияния реактивности сосудов на показатели функциональных проб многочисленны. При гипертонической болезни может отмечаться повышение сосудистого тонуса как за счет снижения секреции эндотелиальных вазодилататоров, влияющих на миогенный компонент тонуса, так и на фоне роста чувствительности стенки сосудов к вазоконстрикторам, в том числе нейрогенной природы. В то же время на 1-2 стадии заболевания при высоком исходном сосудистом тонусе выявлено уменьшение степени вазоконстрикции на фоне дополнительной симпатической активации (проба с глубоким вдохом) на 44,3% по сравнению с контролем по данным лазерной допплеровской флоуметрии (Cклизкова Л.А., 2000).

В результате ремоделирования сосудистой стенки и нарушения ее эластических показателей, например, во II-IV стадиях атеросклероза сосудов ног по сравнению с I стадией (Кохан Е.П., Пинчук О.В., 1997) , во II-III стадиях варикозной болезни ног (Кайдорин А.Г. и др., 1998), снижалась степень вазоконстрикции при глубоком вдохе по данным лазерной допплеровской флоуметрии. Вероятно, существует градация величины миогенного тонуса и жесткости сосудистой стенки, превышение порога которого ведет к снижению реакции на одинаковые констрикторные, в том числе симпатические стимулы.

В целом, следует согласиться с мнением Иванова Л.Б., Макарова В.А. (2000) , что оптимальные механические свойства сосудистой стенки (наилучшая растяжимость, наименьший модуль упругости и низкая вязкость) осуществляются тогда, когда гладкая мускулатура и соединительнотканные элементы сосудов имеют оптимальные условия метаболизма. В эксперименте установлено, что максимальная реакция на нейрогенные и гуморальные воздействия проявляется в определенных диапазонах фонового (исходного) миогенного тонуса, например, для бедренных артерий крыс in vitro — при систолическом давлении 80-110 мм рт.ст. (Осадчий и др., 2001). Видимо, этот исходный диапазон соответствует оптимальным механическим свойствам сосудистой стенки, оптимальному перекрытию миофибрилл, когда они могут по максимуму ответить на нейрогенный стимул. Резерв констрикции артерий убывает по мере возрастания их исходного тонуса и жесткости сосудистой стенки, которые уменьшают ее реактивность на констрикторные факторы. С другой стороны, при снижении тонуса артерий ниже физиологического уровня оптимальных границ, например, после введения нитропруссида натрия в эксперименте, резерв констрикции бедренной артерии крысы на стимуляцию a- адренорецепторов не только не возрастал, а даже уменьшался, так как снижалась жесткость сосуда и чувствительность к вазоактивным агентам (Осадчий Л.И. и др., 2001). Имеются данные, что при возрастании концентрации NO также снижается реактивность артерий скелетных мышц на констрикторное действие НА в условиях микрогравитации (Sangha D.S., et al., 2000).

Большинство патологических процессов, поражающих сосуды (старение, болезни обмена веществ, ангиоспазм и др.), ведут к однонаправленному качественному сдвигу механических свойств сосудистой стенки- возрастают её модуль упругости и вязкость, сосуд становится более жёстким и менее растяжимым. При этом следует выделять пассивный и активный компонент жёсткости сосудистой стенки. Пассивный обусловлен соединительнотканными структурами, а активный — количеством поперечных актино-миозиновых мостиков, образованных в миоцитах. Соответственно, изменения механических свойств сосудистой стенки нарушают способность сосуда адекватно отвечать на нейрогенные влияния.

Исходное состояние тканей влияет также и на показатели транскапиллярного обмена. Например, при гиперпатии в процессе регенерации нервов по данным полярографии исходные величины рО2 ткани повышены (Крупаткин А.И., 2003). Это следует учитывать при проведении кислородной полярографической пробы и анализе степени прироста рО2 тканей.

Таким образом, хотя окончательно механизмы изменения реактивности сосудов не выяснены, но без их учёта невозможно достоверно оценить состояние регуляторных систем. Для оценки влияния внешнего фактора целесообразно использовать не только абсолютную величину изменения измеряемого параметра, но и относительную степень увеличения или уменьшения его по отношению к исходному состоянию в процентах. Например, для дыхательной пробы по лазерной допплеровской флоуметрии вычисляют показатель DПМ по отношению к исходному ПМ. Это позволяет нормировать оценку действия исследуемого внешнего фактора при функциональной пробе по исходному параметру.

3.5. Особенности регуляции разных звеньев сосудистого русла

и тканей конечностей

Различия нервной и других видов регуляции микрососудистого русла представлены выше (см. таблицу 3.7). Следует отметить, что артериоло-венулярные анастомозы находятся под преимущественным влиянием симпатической вазоконстрикторной иннервации. Поэтому диаметр анастомозов может меняться от закрытия до максимальной вазодилатации под влиянием незначительного изменения симпатической активности. В сосудах сопротивления и прекапиллярных сфинктерах доля миогенного тонуса выше; поэтому в неакральных участках кожи конечностей, где мало анастомозов, десимпатизация приводит к меньшему приросту кровотока, чем при максимально возможной вазодилатации (Кохан Е.П. и др., 1997).

Клинический интерес представляют различия иннервации артериального и венозного звеньев сосудистого русла конечностей. Хотя преимущественная резистивная функция принадлежит артериальному звену, вены наряду с аккумулирующей функцией и участием в возврате крови к сердцу также обладают резистивным компонентом, поддерживая капиллярное давление, и способны отвечать на нейрогенные воздействия. Ввиду большой роли пассивно-эластического компонента стенок вен (спадение их в венах скелетных мышц при снижении внутрисосудистого давления менее 6-9 мм рт.ст. (Фолков Б., Нил Э., 1976), подверженность внешнему сдавлению) различают их пассивные и активные реакции. Пассивные реакции связаны с депонированием крови без непосредственной активной функции гладкой мускулатуры вен, а активные — с констрикцией или дилатацией гладкой мускулатуры, в том числе нейрогенного характера. В то же время венозная рефлекторная реакция неоднозначна (констрикция или дилатация), наступает позднее (по латентному периоду), держится более длительно и дольше достигает максимума (Ткаченко Б.И., 1979). Однако, хотя по сравнению с артериальным резистивным звеном воспроизводимость нейрогенной констрикции вен снижена, но чувствительность вен к симпатическим влияниям высока, а по относительному значению среди других видов активной регуляции тонуса вен симпатические нейрогенные влияния доминируют.

Способность к эндотелий-зависимой вазодилатации также отличается у артерий и вен. В венозных сосудах снижена реакция на АцХ по сравнению с артериями, т.к. в их эндотелии мало М-холинорецепторов, хотя чувствительность к нитратам такая же или превышает артериальную. АцХ активирует образование NO только в артериях, а брадикинин — в артериях и венах (Ignarro L.J., 1989). Эндотелий вен вырабатывает больше эндотелина, чем у артерий, а гистамин вместо расслабления вызывает in vitro эндотелий-зависимое сокращение в v.saphena (Luscher T.E., 1989). Создается впечатление, что эндотелий компенсирует недостаток нейрогенной констриктивной иннервации вен, но вопросы нейроэндотелиальных взаимосвязей вен мало изучены. Как справедливо отмечает Ткаченко Б.И. (1979), «ёмкостная функция сосудов является более сложной для исследования, анализа и интерпретации, поскольку их суммарный ответ определяется участием различных отделов сосудистого русла, а также активными и пассивными механизмами реакций вен на применённый стимул». Следует отметить, что ЛДФ-сигнал при исследовании кожи практически не содержит информации от мышечно-содержащих вен и ограничен в основном информацией о кровотоке по безмышечным венулам. Сравнительная оценка регуляторных механизмов артерий и вен представлена в табл. 3.8.

При анализе данных ЛДФ кожи следует учитывать различия регуляции сосудов кожи и скелетных мышц. В скелетных мышцах кровоток в покое более уравновешен метаболическими потребностями, чем в коже. Возрастание метаболической активности, появление сосудорасширяющих метаболитов вызывает значительное увеличение кровотока за счет снижения тонуса артериол, который в покое выше, чем в коже. Среди вазоактивных метаболитов наибольшую роль играют внеклеточные ионы калия, снижение рО2 тканей, а также повышение осмотического давления внеклеточной жидкости; ионы водорода и рСО2 менее значимы. Повышение активности симпатических адренергических волокон способно привести к ишемии мышц, возрастанию содержания сосудорасширяющих метаболитов, которые нивелируют нейрогенные вазоспастические влияния и ограничивают снижение кровотока. Уменьшение симпатической адренергической активности лишь умеренно увеличивает кровоток, т.к. высок базальный тонус артериол скелетных мышц.

 

Таблица 3.8

Механизмы регуляции артериальных и венозных сосудов

Механизмрегуляции Артериолы Венулы Особенности регуляции более крупных сосудов
Нейрогенный адренергический ++ + Плотность иннервации вен ниже, чем артерий
Сенсорный пептидергический + ¾ Мало изучено для вен
Базальный тонус + ¾ Вследствие низкого базального тонуса вены находятся в расширенном состоянии
Местная регуляция + ¾ Вазодилататоры слабо влияют на вены
Эндотелиальные факторы + ± Мало изучено для вен
Механические факторы (пассивное растяжение и внутрисосудистое давление) ¾ + Вены более чувствительны к механическим влияниям
Наружноесдавление ¾ + Один из компонентов скелетно-мышечного насоса

Примечание ¾ клинически малозначимые влияния, ± недостаточно изученные механизмы.

В то же время в скелетных мышцах роль периваскулярной иннервации не ограничивается вазомоторной функцией (табл. 3.5). Это единственный источник норадренергических симпатических адаптационных влияний на скелетную мускулатуру, т.к. она лишена прямой симпатической иннервации (Говырин В.А., 1967).

В коже кровоток покоя значительно превышает минимальные метаболические потребности; последние ниже, чем у скелетных мышц и содержание сосудорасширяющих метаболитов также низкое. Повышение метаболической активности незначительно влияет на кровоток, т.к. сосудорасширяющих веществ в коже мало и они не достигают пороговых концентраций воздействия на тонус артериол вследствие быстрого вымывания из тканей. В то же время симпатическая активность и рефлекторные реакции достоверно влияют на кровоток кожи. Повышение симпатической активности вызывает большую степень сужения сосудов, чем в скелетных мышцах, т.к. нейрогенная вазоконстрикция не уравновешивается метаболической вазодилатацией. Даже после симпатической вазоконстрикции кровоток кожи достаточен для осуществления ее метаболических потребностей. Десимпатизация приводит к возрастанию кровотока кожи акральных зон конечностей почти до максимально возможных величин, т.к. базальный тонус кожных артериол ниже, чем в скелетных мышцах. Десимпатизация конечности в эксперименте приводила к повышению температуры в ранние сроки, причём степень гипертермии кожи превышала аналогичную для скелетных мышц (Колупаева Т.А., Елаева Л.Е., 2001).

Таким образом, нейрогенные, преимущественно терморегуляторные факторы играют наибольшую роль в регуляции сосудов кожи по сравнению со скелетными мышцами. В то же время сосуды скелетных мышц в отличие от кожи могут участвовать в рефлекторных реакциях системной регуляции артериального давления и прежде всего в барорефлексах. На них проецируется преимущественно барорефлекторная активность рецепторов сонных артерий и дуги аорты, вызывающая изменения периваскулярной симпатической импульсации скелетных мышц. В целом, у здоровых лиц, не меняющих положение тела, при нормальном не форсированном дыхании симпатические постганглионарные вазоконстрикторные волокна кожи несут фоновую (в основном терморегуляторную) импульсную информацию, а при патологии она дополняется сомато-симпатической импульсацией. В скелетных мышцах вместо терморегуляторного компонента физиологически значима барорецепторная импульсация, модулируемая сердечным ритмом.

Литература

1. Аничков Н.Н. Учебник патологической физиологии. -Л.: Биомедгиз, 1938.- 432с.

2. Ашмарин И.П., Обухова М.Ф. Регуляторные пептиды, функционально-непрерывная совокупность // Биохимия.- 1986.-т.51,№4.- с.531-545.

3. Беленков Ю.Н., Мареев В.Ю. Сердечно-сосудистый континиум // Журнал Сердечная недостаточность, 2002.-т.3, № 1.- с.7-11.

4. Берштейн С.А., Гуревич М.И., Соловьев А.И. Дефицит кислорода и сосудистый тонус.- Киев.: Наукова думка,1984.-264с.

5. Власов Т.Д. Механизмы гуморальной регуляции сосудистого тонуса// Региональное кровообращение и микроциркуляция.-2002.-№4.-с.68-73.

6. Говырин В.А. Трофическая функция симпатических нервов сердца и скелетных мышц.-Л.: Наука, 1967.-132с.

7. Гомазков О.А. Пептиды в кардиологии. М., 2000,-143с.

8. Дедов И.И., Шестакова М.В., Кочемасова Т.В. и др. Дисфункция эндотелия в развитии сосудистых осложнениях сахарного диабета// Рос.физиол журнал им. И.М.Сеченова.- 2001.-№8.-с.1073-1084.

9. Дисфункция эндотелия /под ред. проф. Н.Н.Петрищева.-СПб, 2003.-184с.

10. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Общая патофизиология.-СПб.: ЭЛБИ-CПб, 2001.-624с.

11. Золотарев В.А., Ноздрачев А.Д. Капсаицин-чувствительные афференты блуждающего нерва // Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова.-2001.-т.87,№2.-с.182-203.

12. Иванов Л.Б., Макаров В.А. Лекции по клинической реографии. -М.:АОЗТ «Антидор», 2000.- 320с.

13. Кайдорин А.Г., Караськов А.М., Стародубцев В.Б. и др. Некоторые возможности метода лазерной допплеровской флоуметрии в флебологических исследованиях // Методология флоуметрии.-М,1998.-с.89-102.

14. Колупаева Т.А., Елаева Л.Е. Характеристика сократительных свойств скелетной мышцы кошки после десимпатизации // Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова.-2001.-т.87,№4.-с.549-555.

15. Кохан Е.П., Кохан В.Е., Пинчук О.В. Поясничная симпатэктомия в лечении заболеваний сосудов.- М.: ИПЕ АЕН РФ, 1997.-100с.

16. Кохан Е.П., Пинчук О.В. Тканевой кровоток и симпатическая реактивность при облитерирующем атеросклерозе нижних конечностей // Методология флоуметрии.-М., 1997.-с.63-79.

17. Крупаткин А.И. Клиническая нейроангиофизиология конечностей (периваскулярная иннервация и нервная трофика). М.: Научный мир, 2003.- 328с.

18. Крупаткин А.И., Сидоров В.В., М.В. Меркулов и др. Функциональная оценка периваскулярной иннервации конечностей с помощью лазерной допплеровской флоуметрии. Пособие для врачей.- М., 2004.-26с.

19. Куприянов В.В., Караганов Я.Л., Козлов В.И. Микроциркуляторное русло.М:Медицина, 1975,-216с.

20. Мак-Комас А.Дж. Скелетные мышцы (строение и функции).- Киев.: Олимпийская литература, пер. с англ.,2001.-406с.

21. Микроциркуляция в кардиологии /под ред. Маколкина В.И.-М.,2004,-136с.

22. Морман Д., Хеллер Л. Физиология сердечно-сосудистой системы. -СПб.: Питер, пер. с англ., 2000.-256с.

23. Ноздрачёв А.Д. Химическая структура периферического автономного (висцерального) рефлекса // Успехи физиол. наук .- 1996.-т.27,№2.- с.28-60.

24. Осадчий Л.И., Балуева Т.В., Сергеев И.В. Реактивность артериальной системы при вазодилатации, вызванной нитропруссидом натрия // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова.-2001.-т.87,№10.-с.1325-1332.

25. Парин В.В., Меерсон Ф.З. Очерки клинической физиологии кровообращения.- М.: Медицина,1965.- 500с.

26. Поленов С.А., Дворецкий Д.П., Чернявская Г.В. Вазомоторные эффекты нейропептидов // Физиологич. журн. им. И.М.Сеченова.- 1995.-т.81,№6.- с.29-47.

27. Решетняк В.К., Кукушкин М.Л. Боль: физиологические и патофизиологические аспекты // Актуальные проблемы патофизиологии (избранные лекции) / Под ред.Б.Б. Мороза.- М.: Медицина, 2001.- с.354- 389.

28. Родионов И.М., Тарасова О.С., Кошелев В.Б. Адаптация резистивных сосудов к уровню трансмурального давления // Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова.- 2001.- т.87,№11.- с. 1477-1487.

29. Сагач В.Ф., Ткаченко М.Н. О механизмах вовлечения эндотелия в реакцию реактивной гиперемии // Бюлл. эксп. биол. и мед.- 1990.-№5.-с.420-422.

30. Селезнев С.А., Назаренко Г.И., Зайцев В.С. Клинические аспекты микрогемоциркуляции.-Л.: Медицина,1986.- 207с.

31. Сергеев П.В., Шимановский Н.Л. Рецепторы физиологически активных веществ.- М.:Медицина, 1987.- 400с.

32. Склизкова Л.А. Микроциркуляция у больных с артериальной гипертонией // Применение лазерной допплеровской флоуметрии в медицинской практике.- М., 2000.- с.87-88.

33. Скок В.И., Иванов А.Я. Естественная активность вегетативных ганглиев.- Киев: Наукова думка, 1989.- 176с.

34. Ткаченко Б.И. Венозное кровообращение.- Л.: Медицина,1979.- 224с.

35. Ткаченко Б.И., Кульчицкий В.А., Вишневский А.А. Центральная регуляция органной гемодинамики.- СПб.: Наука,1992.

36. Физиология человека: пер. с англ./ Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса.- М.: Мир,1996.- 875с.

37. Фолков Б., Нил Э. Кровообращение : пер. с англ..- М.: Медицина,1976.-463с.

38. Хавинсон В.Х., Кветной И.М., Ашмарин И.П. Пептидергическая регуляция гомеостаза // Успехи соврем. биологии.- 2002.-т.122,№2.-с.190-203.

39. Хаютин В.М., Сонина Р.С., Лукошкова Е.В. Центральная организация вазомоторного контроля.- М.: Медицина, 1977.-352с.

40. Чернух А.М., Александров П.Н., Алексеев О.В. Микроциркуляция.- М.: Медицина, 1984.-456с.

41. Bodin P., Milner P., Winter R. et al. Chronic hypoxia changes the ratio of endothelin to ATP release from rat aortic endothelial cells exposed to high flow // Proc. R. Soc. Lond. [ Biol.] .- 1992.- v.247.-pp. 131-135.

42. Burnstock G. Integration of factors controlling vascular tone. Overview // Anesthesiology.- 1993.- v.79,n.6.- pp.1368-1380.

43. Dinerman J.L., Lowenstein C.J., Snyder S.H. Molecular mechanisms of nitric oxide regulation. Potential relevance to cardiovascular disease // Circul. Res. -1993.- v.73,n.2.- pp.217-222.

44. Furchgott R.F., Zawadski J.V. The obligatory role of endothelial cells in relaxation of arterial swoth muscle by acetylcholine// Nature.-1980.-v.288-pp.373-376.

45. Golenhofen K. Spontaneous activity and functional classification of mammalian smooth muscle // Physiology of smooth muscle. — N.Y.: Raven Press, 1976. — pp.91-97.

46. Henrich W.L. Southwestern Internal Medicine Conference : The endothelium — a key regulator of vascular tone // Am. J. Med. Sci. — 1991.- v.302.-pp.319-328.

47. Holzer P. Local effector functions of capsaicin- sensitive sensory endings: involvment of tachykinins, calcitonin gene- related peptide and other neuropeptides // Neurosci. — 1988.- v.24,n.3.- pp. 739-768.

48. Holzer P. Capsaicin: cellular targets, mechanism of action and selectivity for thin sensory neurons // Pharmacol. Rev.- 1991.-v.43.-pp.143-201.

49. Holzer P. Peptidergic sensory neurones in the control of vascular functions. Mechanisms and significance in the cutaneous and splanchnic vascular beds // Rev. Physiol. Pharmacol.- 1992.- v.121,n.1.- pp. 49-146.

50. Holzer P., Maggi C.A. Dissociation of dorsal root ganglion neurons into afferent and efferent-like neurons // Neurosci. — 1998.-v.86.-pp. 389-398.

51. Ignarro L.J. Biological actions and properties of endothelium-derived nitric oxide formed and released from artery and vein // Circul. Res.-1989.- v.65,n.1.- pp.1-21.

52. Ignarro L.J., Cirino G., Casini A. et al. Nitric oxide as a signaling molecule in the vascular system : an overview // J. Cardiovasc. Pharmacol.- 1999.-v.34,n.6.- pp. 879-886.

53. Janig W., McLachlan E.M. Specialized functional pathways are the building blocks of the autonomic nervous system // J. Auton. Nerv. Syst.- 1992.- v.41. — pp.3-13.

54. Kvandal P., Stefanovska A., Veber M., Kvernmo H.D.,Kirkeboen K.A. Regulation of human cutaneous circulation evaluated by laser Doppler flowmetry, iontophoresis, and spectral analysis: importance of nitric oxide and prostangladines, Microvascular Research 65 (2003), 160-171et. al. 2003

55. Luscher T.F. Endothelium — derived relaxing and contracting factors : potential role in coronary artery disease // Eur. Heart J.- 1989.- v.10.- pp.847-857.

56. Meyer J.-U., Borgstrom P., Lindbom L. et al. Vasomotion patterns in skeletal muscle arterioles during changes in arterial pressure // Microvasc. Res. — 1988.- v.35,n.2.- pp. 193-203.

57. Owman C. Peptidergic vasodilator nerves in the peripheral circulation and in the vascular beds of the heart and brain // Blood Vessels. — 1990. — v.27.-pp. 73-93.

58. Rubanyi G.M., Vanhoutte P.M. Superoxide anions and hyperoxia inactivate endothelium — derived relaxing factor // Am. J. Physiol.- 1986.- v.250.- pp. H822- H827.

59. Sangha D.S., Vaziri N. D., Ding J. et.al. Vascular hyporesponsiveness in simulated microgravity: roll of nitric oxidedependent mtchamisms// J. Appl. Physiol.-200.-v.88, №2.-pp.507-517.

60. Sugenoya J., Iwase S., Mano T. et al. Vasodilator component in sympathetic nerve activity destined for the skin of the dorsal foot of mildly heated humans // J. Physiol. (Lond.). — 1998. — v.507.- pp. 603-610.

61. Tilton R.G., Kilo C., Williamson J.R. Pericyte — endothelial relationships in cardiac and skeletal muscle capillaries // Microvasc. Res. — 1979.- v.18.- pp. 325-335.

62. Thomas D., Siahamis G., Marion M. et al. Computerised infrared thermography and isotopic bone scanning in tennis elbow // Ann. Rheum. Dis.- 1992.- v.51,n.1.- pp. 103-107.

63. Wilder Y. Basimetric approach (law of initial value) to biological rhythms // Ann. N.Y. Acad. Sci.- 1962. — v.98. — pp. 1211- 1220.

 

Глава 4

ДИАГНОСТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ МЕТОДОМ ЛДФ

Особенности анализируемого объекта исследований микроциркуляторного русла кровообращения, его пространственная неоднородность распределения кровеносных микрососудов и временная вариабельность перфузии обуславливают соблюдение ряда стандартных условий проведения исследований методом ЛДФ.

Тестируемая область

Метод ЛДФ не имеет ограничений на выбор тестируемой области, так как световодный зонд может быть установлен практически на любой участок поверхности кожи в зависимости от задач исследования перфузии.

Для оценки общего состояния микроциркуляции или сердечно-сосудистой системы в целом рекомендуется проводить исследования в зоне Захарьина-Геда для сердца на предплечье (Бранько В.В. и др., 1999), расположенной по срединной линии на 4 см выше основания шиловидных отростков локтевой и лучевой костей. Выбор этой области обусловлен тем, что она бедна артериоло-венулярными анастомозами, поэтому в большей степени отражает кровоток в нутритивном русле. При исследованиях в положении лежа на спине или сидя, рука должна находится на уровне сердца. В ходе диагностики, проводимой по единой методике, положение испытуемых должно быть одинаковым.

Ввиду пространственной неоднородности распределения микрососудов и индивидуальных особенностей испытуемых рекомендуется уточнять тестируемый участок кожи вокруг указанной зоны Захарьина-Геда, находя область с наивысшей перфузией, которой соответствует зона с наибольшим числом артериол и венул.

Аналогичные подходы могут быть рекомендованы при выборе других тестируемых областей.

Если необходимо исследовать нейрогенную регуляцию сосудов, то наилучшим объектом служит кожа подушечки 2-ого пальца кисти и 1 пальца стопы, наиболее богатая вегетативными и сенсорными нервными волокнами. При этом область исследования находится ниже уровня сердца.

Условия исследований

Исследования рекомендуется проводить при одинаковой температуре в помещении около 21-24°С. В течение 15 минут до начала диагностики пациент должен находиться в спокойном состоянии, тестируемая область не должен быть прикрыта.

Перед исследованиями испытуемый не должен принимать пищу или напитки, изменяющее состояние микроциркуляции, не курить.

Желательно проводить диагностику в одинаковое время.

Этапы диагностики

Диагностика состояния микроциркуляции крови осуществляется, как правило, в два этапа. На первом этапе исследуется базальный кровоток, второй этап — это проведение функциональных нагрузок на микроциркуляторное русло. Обработка зарегистрированных данных проводится с помощью программного обеспечения.

4.1. Диагностические характеристики базального кровотока

Сложные процессы, идущие в микроциркуляторном русле, отражаются при исследованиях в виде случайных во времени «хаотических» изменений перфузии. Это обстоятельство обуславливает применение для вычислений числовых параметров перфузии математического аппарата обработки случайных процессов.

Расчет параметров базального кровотока проводится в два этапа. На первом этапе рассчитываются средние значения изменения перфузии: М, σ и Kv. На втором этапе анализируются осцилляции кровотока.

Параметр М (рис.4.1) — величина среднего потока крови в интервалах времени регистрации или среднеарифметическое значение показателя микроциркуляции, измеряется в перфузионных единицах (пф.ед.). Изменение М (увеличение или уменьшение) характеризует повышение или снижение перфузии.

При зондировании ткани отражение излучения происходит от эритроцитов, находящихся во всех звеньях микроциркуляторного русла. Поэтому, например, увеличение М может быть связано как с ослаблением артериолярного сосудистого тонуса, которое приводит к увеличению объема крови в артериолах, так и с явлениями застоя крови в венулярном звене. При этих условиях повышается концентрация эритроцитов Nэр в зондируемом объеме, а значит и величина М, которая пропорциональна числу эритроцитов. Следовательно, однозначно объяснить увеличение М без дополнительных данных не представляется возможным.

Параметр σ (рис.4.2) — среднее колебание перфузии относительно среднего значения потока крови М, вычисляется по формуле для среднеквадратического отклонения, имеет размерность в перфузионных единицах. Параметр σ характеризует временную изменчивость перфузии, он отражает среднюю модуляцию кровотока во всех частотных диапазонах. Чем больше величина σ, тем происходит более глубокая модуляция микрокровотока. Повышение σ может быть обусловлено как более интенсивным функционированием механизмов активного контроля микроциркуляции, так и в результате повышения сердечных и дыхательных ритмов. Увеличение σ также нельзя однозначно интерпретировать.

Очевидно, что изменение значений М и σ связаны. Например, повышение перфузии при ослаблении сосудистого тонуса приводит к увеличению М в результате увеличения объема кровотока в артериолах, и вместе с тем может привести к увеличению σ из-за повышения амплитуды сердечного ритма, который привносится из артерий большим количеством эритроцитов, поступающих в артериолы. Аналогично, при явлениях застоя крови в венулах увеличивается число эритроцитов в венулярном звене, что в случае снижения перфузионного давления приводит к увеличению амплитуды дыхательного ритма, и, как следствие, к росту М и σ. Поэтому в анализе расчетных параметров целесообразно ориентироваться на соотношение величин М и σ, то есть на коэффициент вариации:

Кv= σ/М · 100% (4.1)

Увеличение величины Кv отражает улучшение состояния микроциркуляции, так как увеличение этого коэффициента связано с повышением σ в результате активации эндотелиальной секреции, нейрогенного и миогенного механизмов контроля при практически не изменяющейся величине М. Увеличение амплитуд сердечного и иногда дыхательного ритмов сопровождается повышением параметра средней перфузии М и при нормировке σ/М влияние изменений последних ритмов нивелируется.

Расчетные параметры М, σ и Kv дают общую оценку состояния микроциркуляции крови. Более детальный анализ функционирования микроциркуляторного русла может быть проведен на втором этапе обработки ЛДФ-грамм базального кровотока при исследовании структуры ритмов колебаний перфузии крови. На втором этапе анализируется амплитудно-частотный спектр (АЧС) колебаний перфузии. По величинам амплитуд колебаний микрокровотока в конкретных частотных диапазонах возможно оценивать состояние функционирования определенных механизмов контроля перфузии.

Способы расчета амплитудно-частотного спектра колебаний кровотока

Характерный вид ЛДФ-граммы, структура колебательных фрагментов изменения перфузии представляют собой сложную кривую для математической обработки с целью определения амплитудно-частотного спектра осцилляций кровотока.

В настоящее время применяются три алгоритма вычисления АЧС: быстрое преобразование Фурье (БПФ), набор математических узкополосных фильтров Butterworth и Вейвлет-преобразование.

Алгоритм БПФ основан на определении частотных компонент ЛДФ-граммы, корреспондирующих с периодическими функциями (синусами и косинусами) различных частот. Вычисление частотных компонент осуществляется путем перемножения периодических функций на результаты изменения перфузии, представленных в ЛДФ-грамме. При совпадении частоты одной из периодических функций с частотной компонентой ЛДФ-граммы результат перемножения будет наибольшим. Этот результат указывает на присутствие в ЛДФ-грамме именно этой частотной гармоники. Таким образом, вычисляются частотные гармоники, содержащиеся в записи. В остальных случаях результат перемножения будет незначительным, нулевым или отрицательным.

Имеется несколько присущих БПФ ограничений для применения при расчете АЧС ЛДФ-граммы. Наиболее существенным обстоятельством является то, что слабый по амплитуде частотный компонент ЛДФ-граммы может быть замаскирован, не найден из-за присутствия более значительного по амплитуде другого спектрального компонента при коротком времени регистрации ЛДФ-граммы и фрагментарности появления частотных составляющих, что характерно для физиологических процессов в микроциркуляторном русле. Это ограничение в основном влияет на вычисление амплитуд дыхательного и сердечного ритмов, которые в условиях покоя для здорового испытуемого слабо представлены в ЛДФ-грамме по сравнению с миогенными и нейрогенными колебаниями (Hoffmann V., 1994).

 

В общем случае наилучшие результаты по определению амплитудно-частотного спектра при применении БПФ получаются для стационарных сигналов, то есть таких, у которых статистические характеристики не изменяются во времени. ЛДФ-грамма, в которой зарегистрированы кратковременные фрагментарные эпизоды вазоконстрикции и вазодилатации микрососудистого русла, нельзя отнести к стационарным сигналам. На рис.4.3 показаны базисные функции БПФ и Фурье-спектр.

Математические фильтры Butterworth (Hamming W.,1983) представляют собой набор узких колоколообразных функций. Спектр ЛДФ-граммы определяется фильтрами с центральной частотой fц и полосой по уровню 0,5 — fц ± 0,015 Гц. Соседние фильтры отличаются друг от друга на частотный сдвиг 0,01 Гц. Этот алгоритм в отличие от БПФ позволяет вычислять в АЧС дыхательные и сердечные ритмы при коротких интервалах регистрации перфузии около 1-2 минут. На рис.4.3 представлен вид фильтра Butterworth и частотная гистограмма, полученная при применении этих фильтров.

Вейвлет-преобразование наилучшим образом выявляет периодичность коротких и длительных процессов, представленных в одной реализации. Математический аппарат вейвлет-преобразования был впервые разработан для анализа частотных составляющих, регистрируемых при сейсмической активности Земли. В настоящее время этот алгоритм находит широкое применение для анализа сигналов физиологической природы (Stefanovska A., 1999).

В основе программной реализации Вейвлет-преобразования лежит почленное перемножение массива данных ЛДФ-граммы на массив, содержащий вейвлеты для разных частот. На рис.4.3 представлены вейвлет-функция и вейвлет-спектр.

На рис.4.4 показано усредненное распределение амплитуд ритмов кровотока для двух здоровых возрастных групп 18-20 лет (62 испытуемых) и больше 40 лет (40 испытуемых) (Красников Г.В. и др., 2000). Эти результаты получены на предплечье у испытуемых в положении лежа на спине в зоне Захарьина-Геда для сердца. Был применен алгоритм вейвлет-преобразования. Как видно из распределения амплитуды колебаний в нейрогенном диапазоне для обеих возрастных групп преобладают. Отклонение величины амплитуды колебаний на одной области тестирования для однородной группы испытуемых может составлять до 15%.

Ввиду разброса результатов измерений амплитуд колебаний осуществлять диагностику работы того или иного механизма регуляции только по величинам амплитуд затруднительно. Целесообразно анализировать нормированные характеристики ритмов колебаний, то есть определять вклад амплитуды колебаний определенной группы ритмов относительно средней модуляции кровотока — А/σ (где А — амплитуда колебаний, σ — средне-квадратическое отклонение колебаний перфузии, средняя модуляция кровотока). Такая нормировка позволяет исключить влияние не стандартных условий проведения исследований, так как увеличение или уменьшение А и средней модуляции σ происходят в одну сторону.

4.2. Диагностика микрососудистого тонуса

С помощью неинвазивных методов невозможно в клинике изолированно оценить влияние миогенных, нейрогенных и эндотелиальных компонентов тонуса микрососудов. Метод ЛДФ предоставляет в этом отношении уникальные диагностические возможности. Оценить тонус микрососудов возможно, применяя амплитудно-частотный анализ колебаний кровотока (Крупаткин А.И., 2003; Крупаткин А.И., Сидоров В.В., Меркулов М.В.и др., 2004).

Природа нейрогенного тонуса (НТ) связана с активностью a-адренореценторов (в основном a1) мембраны ключевых и отчасти сопряженных гладкомышечных клеток. Поэтому НТ может увеличиваться как при возрастании активности симпатических нервов-вазоконстрикторов, так и на фоне денервационной гиперчувствительности сосудистой стенки. Сенсорные нейропептиды — вазодилататоры могут влиять как на миогенный тонус по бессинаптическим механизмам, так и участвовать в пресинаптическом торможении симпатической активности, снижая НТ.

Очевидно, что регистрируемые амплитуды осцилляций кровотока эндотелиального, нейрогенного и миогенного эндотелиально-независимого происхождения прямо связаны с величинами просвета микрососудов, а, следовательно, и с мышечным тонусом. Снижение амплитуды осцилляций сочетается с повышением тонуса и жесткости самой сосудистой стенки, и наоборот, повышение амплитуд является следствием снижения сосудистого тонуса.

Нейрогенный тонус прекапиллярных резистивных микрососудов определяется по формуле:

,

s — среднее квадратическое отклонение показателя микроциркуляции, Рср — среднее артериальное давление, Ан — наибольшее значение амплитуды колебаний перфузии в нейрогенном диапазоне, М — среднее арифметическое значение показателя микроциркуляции.

Миогенный тонус (МТ) метартериол и прекапиллярных сфинктеров определяется как:

.

МТ обратно пропорционален амплитуде осцилляций миогенного диапазона (Ам.). Эндотелиально-зависимый компонент тонуса (ЭЗКТ) можно определить по формуле:

,

где Аэ — амплитуда колебаний в эндотелиальном диапазоне. Параметр s в приведенных выражениях применен с целью нормировки и уменьшения погрешности при не стандартизированных условиях проводимых исследований.

На рис. 4.5 показана локализация регуляции нейрогенного и миогенного тонусов.

Подпись:    Рис. 4.5. Локализация регуляции нейрогенного, мио-генного и эндотелиально-зависимого компонентов тонуса   Поскольку имеются отличия в регуляции артериол и анастомозов (здесь присутствует значительная доля симпатических адренергических механизмов регуляции), с одной стороны, и прекапиллярных сфинктеров (отсутствие симпатической иннервации), с другой стороны, то это позволяет неинвазивно оценивать соотношения шунтового и нутритивного кровотока.

Показатель шунтирования (ПШ) вычисляется по формуле: ПШ = МТ/НТ = Ан/Ам. Таким образом, чем выше амплитуда нейрогенных колебаний, а это значит, что НТ понижен, и уменьшены амплитуды миогенных колебаний (МТ — повышен), то ПШ увеличен; и наоборот. Данная формула применима в физиологических условиях, когда доминирующими осцилляциями в артериолах являются осцилляции нейрогенного диапазона. Если в условиях патологии или иных состояниях доминируют осцилляции эндотелиального ритма, то в указанной формуле следует заменить Ан на Аэ. Кроме того, если значение ПШ меньше 1, то это означает поступление значительного объема крови в нутритивное звено на фоне спазма шунтов, например, при активации симпатического вазомоторного рефлекса.

4.3. Функциональные пробы

При ЛДФ исследованиях системы гемомикроциркуляции кожи в клинике для выявления адаптационных резервов системы микроциркуляции, оценки состояния механизмов регуляции тканевого кровотока, а также общего функционального состояния микроциркуляторного русла применяют функциональные пробы. Флоуметрия, дополненная функциональными пробами, позволяет получить характеристики, отражающие не только факт системного и органного нарушения микроциркуляции, но и более детально проследить его патогенез.

К традиционно используемым функциональным пробам, относят следующие:

1. Дыхательная проба (проба с задержкой дыхания) и другие вегетативные вазоконстрикторные пробы.

2. Постуральная проба.

3. Холодовая проба.

4. Тепловая проба.

5. Окклюзионная проба.

6. Фармакологическая (ионофоретическая) проба.

7. Электростимуляционная проба.

4.3.1. Дыхательная проба

Вазомоторный рефлекс, запускаемый быстрым и глубоким вдохом вызывает констрикцию артериол и кратковременное уменьшение кожного кровотока у большинства людей. При проведении дыхательной пробы регистрируют фоновую величину перфузии кровотока, а затем реакцию перфузии в ходе 15-секундной задержки дыхания на высоте глубокого вдоха. При этом на практике достаточно определить среднюю величину степени спада кривой не более, чем для двух вдохов с интервалом 1-2 минуты. Стандартизация глубины вдоха с помощью спирометрии не повышает эффективность диагностики, в связи с чем факт глубокого вдоха достаточен для трактовки результатов (Du Buf-Vereijken et al.,1997).

Впервые вышеупомянутый рефлекс детально описали B.Bolton с соавторами в 1936 году, показавшие также, что вазоконстрикторный ответ зависит от интактности симпатической периферической иннервации — он отсутствовал в пальцах конечности после денервации и десимпатизации. В то же время вазоконстрикторный ответ сохранялся при полной манжеточной окклюзии кровотока верхней конечности, т.е. сохранность перфузии не играет основной роли в его появлении (Bolton B.et al, 1936). При изучении природы этого рефлекса было показано, что афферентная стимуляция возникает при растяжении грудной клетки на глубоком вдохе. Но в ряде работ указывалось на преимущественную роль растяжения грудных вен как инициирующего фактора, т.к. рефлекс вызывался без выраженного растяжения грудной клетки (De Lalla, 1948). Gilliatt R.W. c соавторами (Gilliatt R.W. et al., 1948) наблюдали его у больных с параплегией и полным нарушением функции проводимости спинного мозга выше уровня расположения сегментов симпатической иннервации верхних конечностей. Поэтому высказывались мнения, что рефлекс не связан с гипотензией на вдохе и с вовлечением барорефлекторной цепи каротидного синуса. Предполагалось, что это чисто спинальный рефлекс, а афферентные волокна входят в спинной мозг преимущественно в зоне верхнегрудных сегментов. Но полностью детали афферентных и эфферентных путей рефлекса не ясны до сих пор.

Рефлекс вызывает значительное снижение кровотока. Плетизмографическими исследованиями кистей рук продемонстрировано уменьшение его на 80% и более, а при капилляроскопии ногтевого ложа отмечено быстрое и полное прекращение капиллярного кровотока (Mulinos M.G., Shulman I.,1939). Когда кровоток конечности прекращали манжеточной окклюзией плечевой артерии, то последующий глубокий вдох вызывал временное быстрое ускорение капиллярного кровотока, видимо, за счет изгнания крови при констрикции более проксимальных артериол. В настоящее время инспираторный дыхательный сосудистый ответ (the inspiratory gasp vascular response — IGVR) чаще измеряют в коже ладонной поверхности пальцев кисти и подошвенной поверхности пальцев стопы в ходе ЛДФ-исследований (Khan F. et al., 1991; Netten P.M. et al., 1996).Эти зоны кожи богаты анастомозами и часто используются для оценки нейрососудистой функции у больных с диабетом (Wilson S.B. et al., 1992; Abbot N.C. et al., 1993), болезнью Рейно (Wollersheim H. et al., 1991), эритромелалгией (Littleford R.C. et al., 1999), лепрой (Abbot N.C. et al., 1993), при нарушениях иннервации конечностей и после трансплантации (Крупаткин А.И., 2003; Крупаткин А.И., Сидоров В.В., Меркулов М.В.и др., 2004). Отдельные авторы применяют с этой же целью фотоплетизмографию (Barron S.A. et al.,1993).

Определен ряд факторов, которые могут влиять на величину снижения кровотока в ходе дыхательной пробы — кожная температура (Oberle J. et al., 1988), возраст, наследственные факторы (Lau Y.T. et al., 1995; du Buf-Vereijken et al., 1997). Согласно данным (Mayrovitz H.N. et al., 2002) уровень уменьшения перфузии при дыхательной пробе мало зависит от наличия или отсутствия артериоло-венулярных анастомозов кожи, в связи с чем кожу как тыла, так и ладонной поверхности пальцев можно использовать для оценки вегето-сосудистой регуляции. С возрастом проявляется тенденция к менее выраженной реакции уменьшения перфузии при проведении дыхательной пробы (Khan F. et al.,1992).

Подпись:    Рис. 4.6 ЛДФ–грамма с фрагментом реакции на дыхательную пробу.   Дыхательная проба не только проста в применении, но и высокоинформативна (рис. 4.6). В участках кожи с высокой плотностью симпатической иннервации (акральные зоны конечностей, особенно пальцы кисти) она положительна у всех здоровых лиц.

В чём особенности трактовки результатов вазоконстрикторных тестов, в том числе дыхательной пробы? Реакция сосуда на активацию адренергических волокон зависит как от влияний со стороны симпатической иннервации, так и от реактивности сосудистой стенки. Поэтому величина снижения кровотока при дыхательной пробе отражает результирующую этих двух процессов, которые трудно оценить изолированно. Например, при исходном спазме приносящих микрососудов или венозном застое с включением венуло-артериолярных механизмов отмечена более низкая реакция на дыхательную пробу. В связи с вышеизложенным физиологическую трактовку результатов ЛДФ для оценки функции симпатической периваскулярной иннервации целесообразно осуществлять по двум параметрам — исходному нейрогенному тонусу в покое и относительной величине снижения ПМ при дыхательной пробе. Нормирование необходимо для сглаживания влияния исходного состояния сосуда на показатели вазоконстрикторной функциональной пробы. Амплитуду спада при дыхательной пробе можно оценивать по формуле:

(4.2)

где ПМмин. — минимальная величина ПМ при дыхательной пробе, а Мисх. — исходная величина ПМ. Величина DПМ зависит от состояния вегетативной регуляции. Ранее сообщалось, что норматив DПМ для пальцев кисти составляет 32,8%, но эта величина характерна для лиц, ведущих активный образ жизни и спортсменов. Для основной популяции норматив DПМ кожи подушечки 2-ого пальца — 40%, а 5-ого пальца — 52%.

Основные варианты нарушений амплитуды симпатического вазомоторного рефлекса, диагностируемые с помощью ЛДФ, представлены в таблице 4.1.

DПМ при дыхательной пробе отражает симпатическую регуляцию, ограниченную преимущественно нейро-сосудистым синапсом. При застарелой денервации и дефиците симпатических волокон следует учитывать появление денервационной гиперчувствительности сосудов с появлением рецепторов во внесинаптических пространствах, на которые могут влиять минимальные концентрации циркулирующих катехоламинов. В этом случае показатель DПМ снижается, хотя исходный нейрогенный тонус повышен. Соответственно, при полной симпатической денервации сосудов рефлекторные симпатические вазоконстрикторные пробы ЛДФ могут быть отрицательными, а попытки вызвать вазодилатацию с помощью симпатических блокад безуспешными.

4.3.2. Постуральная (ортостатическая) проба

При постуральной пробе (ПП) рука пациента опускается ниже уровня сердца (свешивается с кушетки) и остается в этом положении в течение 1 минуты, после чего укладывается при помощи исследователя в исходное положение. При опускании руки на 35 см ниже уровня сердца кровоток сохраняется постоянным, но ниже этого уровня он падает на 30 — 40% и уже не меняется при более низком положении руки по отношению к сердцу. Ортостатическая проба для нижней конечности заключается в ее опускании вниз из горизонтального положения на 1 мин. с последующим возвращением.

Подпись:    Рис. 4.7. Постуральная проба здорового человека   Данная проба позволяет оценить венулоартериолярные реакции, осуществляющие регуляцию кожного кровотока. При опускании руки ниже уровня сердца уменьшается венозный отток или даже отмечается ретроградный ток крови в посткапиллярные отделы микроциркуляторного русла, увеличивается венозное давление. В нормальных условиях, если венозное давление возрастает, кровоток через большинство капилляров прекращается вследствие закрытия прекапиллярных сфинктеров, коэффициент капиллярной фильтрации падает, предупреждая развитие отека. Некоторые авторы склонны считать, что определенную роль в механизме венозно-артериолярных реакций играют рефлексы (в частности, венулоартериолярный аксон-рефлекс). Другие же убеждены, что эта реакция осуществляется за счет собственной чувствительности прекапиллярных сфинктеров к внутрисосудистому давлению («миогенная» — эндотелий — независимая реакция), внешняя иннервация не играет здесь существенной роли. Сокращение кровотока начинается с прекапиллярных артериол и распространяется ретроградно на более крупные артерии мышечного типа (распределительные). У здоровых лиц снижение перфузии в ходе проведения ПП достигает 30 — 45% и происходит в течение 20 — 25 секунд.

Использование этого теста имеет большое значение для определения состояния функции венозного кровообращения, в частности, при хронической венозной недостаточности. Если в нормальных условиях, снижение кровотока вследствие постуральной вазоконстрикции предохраняет микроциркуляцию от увеличения давления, то при хронической венозной недостаточности кровоток выше нормальных величин.

Снижение венулоартериолярных реакций кожного кровотока и более позднее их появление отмечается при наличии микроангиопатии, исходного спазма приносящих микрососудов или стаза-застоя крови (когда они задействованы исходно).

 

Таблица 4.1

Варианты расстройств амплитуды симпатической

адренергической регуляции резистивных микрососудов

НТ,мм рт.ст./п.е. DПМ,% Ведущий фактор патогенеза Клинические примеры
1. Норма Норма Норма Контрольная группа
2. Норма ­ Повышение реактивности ПН при функциональных нагрузках Нарушения вегетативных центров
3. Норма ¯ Снижение реактивности ПН при функциональных нагрузках Нарушения вегетативных центров
4а. ­ (за счет обоих компонентов или ста-ционарного тонуса сосудов)4б. ¯ (за счет увели-чения колебаний) ­ Повышение симпатичес-кой активности Активация прессорного СВР, иногда частичное повреждение смешанного нерва
5а. ­ ( за счет увеличе-ния стационарного то-нуса или сочетания умеренно увеличенных колебаний и выражен-ного повышения ста-ционарного тонуса)5б. ¯ (за счет увеличе-ния колебаний) ¯ Увеличение симпатичес-кой активности в покое и снижение ее при стимуля-ции вазоконстрикторными пробами Нарушения вегетативных центров, снижение реактив-ности сосудистой стенки, КРБС (чаще I тип), иногда частичное повреждение сме-шанного нерва, местный «симпатолиз» (5б)
6. ­­ (за счет увеличе-ния стационарного то-нуса и выраженного уменьшения коле-баний) ¯¯ Денервационная гипер-чуствительность сосудов Застарелый полный анна-томический перерыв сме-шанного нерва (ПАПН), десимпатизация в поздние сроки
7а. ¯ (за счет обоих компонентов или стационарного тонуса сосудов)7б. ­ (за счет уменьшения коле-баний) ¯ Снижение симпатической активности 7а. Активация депрессорного СВР, воспаление7б. Острый период после десимпатизации, КРБС (чаще I тип)
8а. ¯ (за счет снижения стационарного тонуса сосудов)8б. ­ (за счет снижения колебаний) ­ Торможение симпатии-ческой активности в покое и повышение её при сти-муляции вазоконстриктор-ными пробами Нарушение вегетативных центров, сочетание части-чного повреждение сме-шанного нерва с КРБС, гиперпатической болью, повышение реактивности сосудистой стенки

Примечание. Указаны увеличение (­) или снижение (¯) показателя, выраженное увеличение (­­) или снижение (¯¯) показателя. ПН — преганглионарные нейроны, СВР — симпатический вазомоторный рефлекс, КРБС — комплексный регионарный болевой синдром.

Варианты 5б, а также 7а (при сочетании снижения стационарного тонуса с увеличением колебаний), как правило, соответствуют местным изменениям на уровне стенки сосудов — торможению эффектов высокочастотного компонента импульсации с сохранением низкочастотных симпатических влияний, например, при «симпатолизе» в зоне тканевого воспаления.

4.3.3. Холодовая проба

Холодовая проба — это один из распространенных тестов, используемых для функциональной оценки микрососудистого русла. Возможны два варианта пробы — охлаждение большой площади поверхности кожи или локальное тестирование.

Первый подход обозначает как холодовой прессорный тест (в англоязычной литературе — cold pressor test) и осуществляется в форме погружения кисти или стопы в ванну с холодной водой. Обычно используют температуру воды 3 — 15°С. Время экспозиции (охлаждения) варьируют от нескольких минут до 30 минут и даже более в зависимости от целей исследования. Охлаждение и массивное раздражение терморецепторов в процессе выполнения холодового прессорного теста вызывает мощную симпатическую активацию, что приводит к констрикции мышечно-содержащих сосудов (артерий, артериол, артериоло-венулярных анастамозов -АВА), к сопутствующему повышению артериального давления, умеренному увеличению содержания катехоламинов плазмы крови, но без изменения частоты сердечных сокращений (Lafleche et fl.,1998; Weise et fl., 1993). Повышение симпатической активности за счет раздражения терморецепторов кожи приводит к вазоконстрикции на симметричных участках контралатеральной конечности, которые используют как объект для исследования изменения нейрогенного и других видов регуляторных механизмов микрососудистого русла в процессе рефлекторной симпатической активации. Встречаются сопутствующие изменения ригидности стенок более крупных магистральных артерий с уменьшением растяжимости сосудистой стенки по данным эхолокации, но у здоровых лиц на верхней конечности это наблюдалось преимущественно на лучевой артерии (зона богатого вегетативными волокнами срединного нерва), плечевой артерии (Boutouyrie et.al., 1994; Joannides et al., 1995). Известно, что чем выше пульсовое давление, тем более выражены пульсовые изменения диаметра магистральных сосудов. В ходе выполнения холодового прессорного теста увеличение пульсового давления сочетается с уменьшением относительно нормы пульсового диаметра сосудов.

Второй подход связан с созданием локальной гиперемии кожи и подлежащих тканей в зоне ее контакта с охлаждающим предметом небольшой площади, низкая температура которого поддерживается в течение необходимого периода времени. Этот подход может быть реализован с помощью блока «ЛАКК-ТЕСТ», имеющего холодовой пробник. Целесообразность локального тестировании обусловлена клиническими потребностями, так как отдельные пациенты, особенно после травм конечностей или на фоне болевых нейро-сосудистых синдромов не переносят массивное длительное охлаждение. Хотя при локальном холодовом тестировании менее выражены общие реакции рефлекторного симпатического ответа, но оно как и холодовой прессорный тест эффективно для изучения локальных резервов температурной регуляции микроциркуляции и для оценки реакции холодовой вазодилатиции.

Локальные микроциркуляторные реакции при охлаждении

При охлаждении кожи человека ниже 15°С снижение температуры сочетается с вазоконстрикцией артерий, резистивных микрососудов, АВА. На ЛДФ-записи это соответствует постепенному спаду кривой и снижению показателя микроциркуляции. Однако, через несколько минут (обычно через 5-10 минут при холодовом прессорном тесте или быстрее при локальном охлаждении) происходит увеличение локальной температуры кожи и дилатации сосудов (реакция холодовой вазодилатации). Причина холодовой вазодилатации — холодовой паралич лейомиоцитов сосудистой стенки, особенно АВА (Sendowski et al., 1997; Shepherd et al., 1983), в результате чего (при максимально выраженной реакции) они теряют способность сокращаться, расширяются и превращаются в пассивное сосудистое ложе. По мере возрастания температуры за счет нагрева кровью стенок сосудов, поступаемой в большом объеме, способность к их сокращению восстанавливается, что приводит к вазоконстрикции. Такие чередующиеся эпизоды констрикции — дилатации могут повторяться в процессе длительного охлаждения (Bergersen et fl., 1999). Поскольку реакция холодовой вазодилатации может наблюдаться в зонах денервированной кожи, ее считают локальным феноменом. Наиболее выражена холодовая дилатация в зонах кожи с наличием АВА (подушечки пальцев, ногтевое ложе, кожа тенара и гипотенара), где целесообразно проводить холодовое тестирование, так как именно здесь его информативность наибольшая. Однако, поскольку реакция холодовой вазодилатации может (хотя и непостоянно) наблюдаться в зонах кожи, не содержащих АВА (предплечье, тыл кисти и стопы, бедро и т.д.), то при необходимости ее исследование может проводиться и здесь (Fox et al., 1962; Van den Brande et al., 1997). Многие авторы расценивают холодовую вазодилатацию как адаптационно-защитную реакцию к холодовому стрессу. Есть данные, что при органическом поражении стенки сосудов (поздняя органическая стадия болезни Рейно) эта реакция утрачивается (Nuzzaci et al., 1999). С этих позиций сохранность и выраженность холодовой вазодилатации может рассматриваться как один из критериев компенсации функциональных ресурсов микроциркуляции тканей в условиях патологии.

Холодовое тестирование микроциркуляторного русла кожи человека

Подпись:              Рис. 4.8 ЛДФ-грамма и амплитудно-частотный спектр колебаний кровотока при холодовой пробе на II пальце.    Т2 – время достижения ПМмин. после охлаждения.   Величины НТ и МТ отражают колебательный компонент тонуса (σ/А)   Обследованы 14 здоровых лиц в возрасте от 29 до 47 лет без сопутствующей патологии сердечно-сосудистой системы. С помощью анализатора ЛАКК-02 (двухканальное исполнение с лазерами в красной (Кр) и инфракрасной (ИК) областях спектра излучения) в течение 10 минут записывались исходные ЛДФ-граммы кожи дистальных фаланг II и V пальцев кисти (в положении испытуемого сидя и кисть ниже уровня сердца) и далее в течение 10 минут проводилась запись на фоне локального охлаждения до 5°С с помощью холодового пробника блока «ЛАКК-ТЕСТ». Следует отметить, что в отличие от холодового прессорного теста при локальном охлаждении не всегда происходит выраженная длительная вазоконстрикция, так и значительное увеличение перфузии при холодовой вазодилатации из-за использования меньшей поверхности охлаждения и больших возможностей подогрева участков кожи от глубжележащих тканей. При анализе результатов интерес представляет не только степень спада ПМ при вазоконстрикции или прироста ПМ при эпизодах вазодилатации, но и амплитудно-частотный анализ ритмов кровотока. Рассчитывались следующие показатели:

- степень снижения ПМ при первоначальной вазоконстрикции (DПМх) в %,

- время Тх от начала охлаждения (Т1) до начала первого вазодилатационного подъема, величина ПМ при котором была равна или превышала исходный ПМ (Т3).

Кроме того, применялся вейвлет-анализ по стандартной методике.

Подпись:              Рис. 4.9 ЛДФ-грамма и амплитудно-частотный спектр колебаний кровотока при ходовой пробе на V пальце.    Т2 – время достижения ПМмин. после охлаждения. Величины НТ и МТ отражают колебательный компонент тонуса (σ/А)   На рис. 4.8 и 4.9 представлены результаты локальной холодовой пробы кожи подушечек дистальной фаланги II и V пальцев одного из испытуемых (39 лет). ЛДФ-грамма (красный канал) в процессе охлаждения кожи II (рис.4.8) и V (рис.4.9) пальцев кисти. Как следует из представленных данных, степень снижения ПМ при вазоконстрикции (ΔПМх) несколько выше в зоне кожи II пальца (DПМх II пальца = 29%, DПМх V пальца = 22,3%). Достоверных различий времени от начала охлаждения до начала появления колебаний перфузионного кровотока не выявлялось и было кратковременным (около 16 сек). В то же время показатель Тх в коже II пальца составлял 185 сек (3,08 мин), а V пальца — 350 сек (5,83 мин), то есть активная вазодилатация в зоне II пальца начиналась быстрее. Выраженность вазодилатационных пиков также была большей в коже II пальца по сравнению с V пальцем. При амплитудно-частотном анализе ЛДФ-грамм в красном канале выявлено доминирование переходных нейрогенно-эндотелиальных ритмов, подтверждающих большую роль дилатации иннервируемых мышечно-содержащих сосудов в ходе холодовой вазодилатации. Обращает внимание отчетливое снижение амплитуды кардиоритма в коже II пальца в отличие от V пальца. Это наряду с относительно большей величиной ΔПМх свидетельствует о более выраженном спазме приносящих сосудов кожи 2-ого пальца — в зоне иннервации богатого симпатическими волокнами срединного нерва. Обращает внимание увеличение амплитуды миогенных колебаний и более низкая величина миогенного тонуса (МТ) прекапиллярных сфинтеров в процессе холодовой вазодилатации кожи II пальца по сравнению с V пальцем (3,03 и 3,59 соответственно). Это свидетельствует в пользу преобладания адаптационных резервов кожи II пальца и сочетается с полученными ранее данными об исходно высоких параметрах ее трофического обеспечения (Крупаткин А.И, 2003).

Интерес представляют данные ЛДФ в более глубоких слоях — в инфракрасном канале (рис.4.10), так как именно, при зондировании в ИК области спектра излучения преобладает сигнал от мышечно-содержащих сосудов, в том числе от АВА. Результаты вейвлет-анализа подтверждают преобладающую роль АВА в процессе холодовой вазодилатации, так как резко (в 2,3 раза по сравнению с исходными данными) вырос показатель шунтирования (ПШ) на фоне доминирования амплитуды нейрогенного ритма.

Подпись:              Рис. 4.10 ЛДФ-грамма и амплитудно-частотный спектр колебаний кровотока при холодовой пробе на II пальце (зондирование ИК-каналом).    Т2 – время достижения ПМмин. после охлаждения. Величины НТ и МТ отражают колебательный компонент тонуса (σ/А)

Приведенные примеры иллюстрируют важную информационную роль холодового тестирования и подтверждает целесообразность его использования при исследовании функции микрососудистого русла. В качестве показателей могут применяться ΔПМх, Тх, количественные параметры вейвлет-анализа. Кроме того, при сочетании холодовой пробы с термопробой следует определять терморегуляторный резерв микроциркуляции ТРМ = ΔПМх + ΔПМт, где ΔПМт — максимальная величина ПМ при нагреве кожи.

4.3.4 Тепловая проба

Н.К. Чемерис, Г.М. Пискунова

Традиционно термопроба проводится путем нагревания области исследования до 40-45˚С в течение нескольких минут, при этом оцениваются резервные возможности микроциркуляторного русла по увеличению кровотока во время реактивной тепловой гиперемии.

Реакция на локальное нагревание кожи волосистой зоны обусловлена по меньшей мере двумя независимыми контурами регуляции — нейрогенными рефлексами и местными факторами. Согласно последним исследованиям, в развитии гиперемии при локальном нагревании рефлексы симпатической нервной системы практически не участвуют. Значительную роль в этом случае играет аксон-рефлекс с участием сенсорных нервных волокон, который, очевидно, является первичным механизмом вазодилатации. Дальнейшая вазодилатация развивается благодаря рилизингу эндотелием оксида азота (NO). Включение того или иного контура регуляции происходит в соответствии с терморегуляционными свойствами организма, что и определяет дилатацию сосудов кожи в течение всех стадий гиперемии. В частности большое значение имеет длительность и скорость нагрева, а также максимальная температура нагрева. Показано, что при высокой скорости нагрева и (или) значениях температуры выше болевого порога (42˚С), и, в особенности, если процедура сопровождается болевыми ощущениями, активизируются другие механизмы вазодилатации, обусловленные, предположительно, высвобождением ряда вазоактивных пептидов (Fromy B. et. al., 2000).

Методика проведения пробы

Обычно нагрев исследуемой поверхности кожи при проведении тепловой пробы осуществляется ступенчато до 42 — 45˚С. Время достижения заданной температуры при этом составляет от 60 до 90 секунд (Козлов В.И. и др. 2000). Недостатком такого подхода является отсутствие возможности контролировать профиль роста температуры. Кроме того, высокая скорость нагрева — до 10˚С в минуту — не позволяет исследовать динамику переходного процесса и проводить надежный анализ температурной зависимости низкочастотных колебаний, которые являются наиболее диагностически информативными. Методические трудности такого рода можно разрешить, проводя тепловую пробу ступенчато, — несколько раз с нагревом до разных температур. Но при таком варианте пробы процедура исследования становится неоправданно длительной.

Указанные недостатки можно устранить при использовании блока ЛАКК-ТЕСТ, в котором предусмотрен режим линейного нагрева со скоростью 2˚С в минуту в температурных границах от 32 до 45˚С. Такая модификация тепловой пробы позволяет в условиях одного эксперимента исследовать реакцию системы микроциркуляции на нагревание в широком температурном диапазоне (Коняева Т.Н. и др., 2002).

Рекомендуемая продолжительность записи — не менее 10 минут. В этом случае возможен качественный анализ низкочастотных колебаний, являющиеся наиболее информативными в оценке активных механизмов регуляции гемоваскулярного гомеостаза.

Интерпретация результатов пробы

Представленные ниже данные получены на группе практически здоровых нормотензивных некурящих девушек-студенток возраста 18-23 лет. Фаза менструального цикла не учитывалась. Испытуемые находились в положении сидя (предплечье — на уровне сердца). ЛДФ-зонд и нагревательный элемент фиксировали над выбранной точкой наружной поверхности правого предплечья вблизи лучезапястного сустава.

Ступенчатый нагрев

На рис. 4.11 представлены зависимости показателя микроциркуляции от времени при различных температурах нагрева. Профиль кривых (скорость нарастания и максимальная величина ПМ) зависит от температуры нагрева. При температуре нагрева 40˚С кривая имеет характерный «провал» ПМ на фоне поддерживаемой температуры. Наблюдаемая особенность может быть объяснена последовательной сменой специфических механизмов обуславливающих тепловую вазодилатацию. Однако такое поведение ПМ очевидно зависит от скорости нагрева: в случае более быстрого нагрева (кривая ПМ при 45˚С) или более медленного при 35°С «провала» не наблюдается.

На рис. 4.12 представлены нормированные к контролю максимальные амплитуды пиков в анализируемых диапазонах ЛДФ-граммы при различной температуре локального нагрева (Танканаг А.В., Чемерис Н.К., 2002, Stefanovska A. et. al., 1999). Наиболее значительные изменения характерны для диапазонов миогенной, респираторной и сердечной активности. С ростом температуры в спектре ЛДФ-грамм увеличивается амплитуда высокочастотных компонент (R и C) и снижается амплитуда в диапазоне миогенной активности (М), что отражает прогрессирующие процессы вазодилатации. (Тх).

Линейный нагрев

Зависимость ПМ от времени при нагревании и профиль температуры нагрева представлены на рис. 4.13А. Данную зависимость можно описать типичной для биологических процессов S-образной кривой и охарактеризовать как двухфазный процесс (рис.4.13Б). В первую фазу, которая соответствует диапазону температур 32-37˚С происходит плавное увеличение ПМ от 5 до 9 перфузионных единиц (пф.ед.). Вторая фаза характеризуется резким нарастанием ПМ, продолжающимся до 42˚С. Затем кривая выходит на плато и ПМ достигает значения 30 пф.ед.

В области температур от 32˚С и выше осуществляются процессы, обусловленные эндотелиальной активностью микрососудов: высвобождается оксид азота, который, воздействуя на гладкомышечные клетки эндотелия, вызывает вазодилатацию сосудов.

На рис. 4.14 и 4.15 представлены усредненные амплитуды, соответст-вующие частотным диапазонам колебаний кардиоритма (С), респираторного ритма (R), миогенной (М), нейрогенной (N) и эндотелиальной (Е) активностей. Зависимость амплитуды колебаний кардиоритма от температуры с большой степенью точности отслеживает изменение ПМ от температуры (рис.4.14С). Такой же характер зависимости имеет и амплитуда колебаний в диапазоне дыхательного ритма (рис.4.14R). Из таблицы 4.2 видно, что при нагревании до 42 — 44˚С амплитуда колебаний в диапазоне кардиоритма (С) возрастает c 0.09 до 0,62 пф.ед., т.е. увеличивается в 6,9 раза, тогда как амплитуда колебаний респираторного ритма (R) — в 3,1 раза. Рост показателя микроциркуляции при таком значении температуры составляет 6,4 раза. 50% максимального прироста величины ПМ, амплитуды колебаний в диапазонах кардио- и дыхательного ритмов соответствуют температуре 39˚С.

Поскольку амплитуды колебаний в диапазонах кардио- и дыхательного ритмов формируются по пассивному механизму, то можно было ожидать и сходные по величине изменения амплитуд, однако прирост амплитуды дыхательного ритма в 2 раза меньше, чем амплитуды кардиоритма и ПМ. Это может быть объяснено тем, что респираторные колебания формируются за счет венулярного звена и, по-видимому, во время тепловой вазодилатации венулярное звено подвергается меньшим изменениям, чем артериолярное и капиллярное звенья микроциркуляторного русла.

Установленное различие в ответной реакции, на наш взгляд, дает возможность, с одной стороны, более пристально исследовать особенности функционирования этих звеньев микроциркуляторного русла, а с другой, — может быть использовано в качестве диагностического показателя нарушений в отдельных звеньях микроциркуляторной системы при ряде заболеваний.

Таблица 4.2

Средние значения амплитуды колебаний кровотока кожи предплечья в указанных диапазонах температур

C DtoCA (пф.ед.) 31,5 — 32,50,09 ± 0,007 42 — 440,62 ±0,05
R DtoCA (пф.ед.) 1,5 — 32,50,08 ± 0,007 42 — 440,25 ± 0,01
M DtoCA (пф.ед.) 31,5 — 32,50,24 ± 0,03 42 — 440,39 ± 0,03
N DtoCA (пф.ед.) 31,5 — 32,50,24 ± 0,02 37 — 390,43 ± 0,06
E DtoCA (пф.ед.) 31,5 — 32,50,15 ± 0,02 37 — 390,32 ± 0,05

Кривая температурной зависимости амплитуды колебаний, связанных с миогенной активностью, может быть описана S-образной кривой, в предположении, что ее начальный стационарный участок находится в области температур ниже 32˚С. (рис.4.15, М). Половина максимального прироста величины амплитуды колебаний соответствует температуре нагрева в пределах 33˚С, что на 6˚С ниже этого показателей для ПМ, С и R ритмов. При температуре 37˚С кривая выходит на плато с тенденцией к небольшому росту. Из табл. 4.2 (M) видно, что при нагревании от 32˚С до 42 — 44˚С амплитуда колебаний возрастает c 0,24 до 0,39 пф.ед., т.е. в среднем — в 1,6 раза.

Принципиально другой характер имеет динамика амплитуды колебаний, связанных с нейрогенной и эндотелиальной активностями (рис.4.15, N; 4.15, E). Эти зависимости могут быть описаны колоколообразной кривой с максимумом в районе 37-38˚С, что свидетельствует о существовании оптимума температур для функционирования этих регуляторных механизмов. Половина максимальной амплитуды колебаний достигается при температуре в пределах 35˚С. При нагревании от 32˚С до 37 — 39˚С амплитуда колебаний нейрогенной активности возрастает c 0.24 до 0,43 пф.ед., т.е. в среднем в 1,6 раза (табл. 4.2, N, E). В той же области температур амплитуда колебаний эндотелиальной активности возрастает c 0,15 до 0,32 пф.ед., в среднем в 2,1 раза, что сравнимо с соответствующим показателем для нейрогенной активности.

Тепловая проба используется для оценки состояния местных регуляторных механизмов кожного кровотока и применяется, например, при диагностике венозной недостаточности, синдрома Рейно, ангиопатий у больных сахарным диабетом (Vinik A.I. et. al., 2001). Оценка общего состояния регуляторных механизмов производится на основе анализа макропараметров реакции (максимальный уровень ПМ, время достижения максимума, общий характер кривой). Так в первые минуты действия температуры характер нарастания ПМ (степень наклона кривой) определяется по большей части нейрогенными факторами, которые при дальнейшем нагревании уступают место метаболическим факторам, в частности NO. Амплитудно-частотный анализ ритмов позволяет более дифференцированно оценивать состояние миогенных, нейрогенных и эндотелиальных механизмов тепловой вазодилатации.

4.3.5. Окклюзионная проба

Н.К. Чемерис, Г.М. Пискунова

Окклюзионная проба (ОП) реализуется путем пережатия на 1 — 3 мин соответствующего участка конечности манжетой тонометра таким образом, чтобы вызвать остановку кровотока и соответственно ишемию в исследуемой области. После прекращения окклюзии кровоток восстанавливается и развивается реактивная постокклюзионная гиперемия, которая проявляется в увеличении показателя микроциркуляции до величины, превышающей исходный уровень ПМ с последующим спадом до исходного уровня.

Физиологическая роль компрессионной пробы проявляется в прекращении поступления крови в плечевую артерию и соответственно в изменении кровенаполнения в тканях. В большинстве случаев кровенаполнение уменьшается, происходит отток крови из сосудов микроциркуляции. В момент декомпрессии кровоток в артерии восстанавливается и развивается реактивная гиперемия с максимальным заполнением кровью сосудов микроциркуляции. Изменение кровенаполнения от его минимальных значений во время компрессии до максимальных во время реактивной гиперемии характеризует весь диапазон возможностей изменения кровенаполнения.

При проведении данной пробы оценивается уровень «биологического нуля» (показатель микроциркуляции в отсутствие артериального притока) и изучаются резервные возможности микроциркуляторного русла по приросту показателя микроциркуляции во время реактивной постокклюзионной гиперемии.

Согласно экспериментальным исследованиям постокклюзионная реактивная гиперемия является нейрогенной реакцией, реализующаяся преимущественно через высвобождение нейропептида КГРП (кокальцигенина) и нейронального оксида азота, секретируемых афферентными ноцицептивными С-волокнами. Эти факторы индуцируют синтез NO эндотелием, который, в свою очередь, воздействуя на гладкую мускулатуру сосудов, вызывает вазодилатацию (Fromy B. et. al., 2000, 2002).

Методика проведения пробы

При исследовании испытуемые находятся в положении сидя или лежа (предплечье — на уровне сердца) ЛДФ-зонд фиксируется над выбранной точкой наружной поверхности предплечья вблизи лучезапястного сустава. Манжета тонометра фиксируется на соответствующем плече. Проба проводится по следующей схеме: 1-я минута — регистрация исходного уровня кровотока, затем, не прерывая записи, 3-минутная окклюзия (в манжете быстро нагнетается и поддерживается давление 220-250 мм рт. ст.), по истечении которой воздух из манжеты быстро выпускается, и в течение последующих 6 минут регистрируется реакция ПМ в ходе восста­новления кровотока.

Интерпретация результатов пробы

При интерпретации результатов окклюзионной пробы оцениваются следующие показатели показатели, характеризующие реактивную постокклюзионную гиперемию.

Мисх — среднее значение показателя микроциркуляции в перфузионных единицах (пф.ед) до окклюзии.

Мокл — показатель микроциркуляции в процессе окклюзии. Этот показатель характеризует уровень «биологического нуля» кровотока в отсутствии артериального притока.

ПМмакс — максимальное значение ПМ в процессе развития реактивной постокклюзионной гипере­мии.

РК — резерв кровотока, рассчитывается как отношение ПМмакс к Мисх и выражается в процентах. В группе здоровых лиц РК составляет больше 200%. Снижение РК может наблюдаться в случае:

- при увеличении притока крови в микроциркуляторное русло (в этом случае увеличивается число исходно функционирующих капилляров),

- при явлениях стаза и застоя крови в венулах (при данных состояниях также отмечается увеличение числа функционирующих капилляров; кроме того, при возникновении реактивной постокклюзионной гиперемии часть кинетической энергии притекающих эритроцитов неизбежно расходуется на преодоление инертности форменных элементов, находящихся в состоянии стаза). Увеличение РК наблюдается при наличии спазма приносящих микрососудов (исходно функционирует меньшее число капилляров).

Подпись:    Рис. 4.16 Окклюзионная (манжеточная)    проба (усреднено по 15 испытуемым).    Пояснения в тексте.   Tмакс — интервал времени (в секундах) от снятия окклюзии до достижения ПМмакс. Этот показатель характеризует реактивность микроциркуляторного русла и определяется количеством сосудистых блоков и степенью ишемии исследуемого участка тела. После поясничной симпатэктомии, на фоне увеличения базального кровотока, показатель Тмакс резко уменьшается — реактивная гиперемия наступает практически сразу после снятия окклюзии, но прирост перфузии (РК) минимален.

Т1/2 — время (в секундах) полувосстановления, интервал времени от момента достижения максимума ПMмакс до момента полувосстановления, определяемого как время достижения половины величины разности ПМмакс — Мисх. Время полувосстановления характеризует реактивность микрососудов прекапиллярного звена. В группе здоровых лиц полувосстановление кровотока происходит за 25 — 40 сек. При наличии высокой реактивности (наклонности к спазму) Т1/2 уменьшается, кривая реактивной постокклюзионной гиперемии снижается с высокой скоростью. В случае, когда реактивность микрососудов снижена, Т(1/2 увеличивается, снижение кривой более пологое.

На рис. 4.17, 4.18 представлены характерные ЛДФ-граммы с гиперемическим и спастическим гемодинамическими типами микроциркуляции.

Представленные ниже данные получены на группе практически здоровых нормотензивных некурящих юношей-студентов возраста 18-23 лет, систематически занимающихся игровыми видами спорта.

Изменение показателя микроциркуляции в ходе проведения данной пробы представлено на рис. 4.16.

Значение описанных выше параметров для указанной группы испытуемых приведены в табл. 4.3.

 

Таблица 4.3

Анализируемые параметры окклюзионной пробы

Параметр Значение
М(исх) пф.ед. 3,5 ± 0,2
М(окл) пф.ед. 1,1 ± 0,1
ПМ(макс) пф.ед. 18,5 ± 0,9
PK(%) 667 ± 97
T(max) с 11,9 ± 1,1
T(1/2) с 33,9 ± 3,1

Результаты амплитудно-частотного анализа ЛДФ-грамм при ОП представлены в табл. 4.4. Показаны усредненные величины амплитуд колебаний для выделенных частот в функциональных частотных диапазонах: А(Е) — эндотелиальной активности; A(N) — нейрогенной активности; А(М) — миогенной активности; A(R) — респираторного ритма и А(С) — кардиоритма. В качестве контроля взяты значения амплитуд колебаний в соответствующих диапазонах для ЛДФ-грамм, регистрируемых в течение 10 минут до проведения окклюзии. ОП — амплитуды колебаний в соответствующих диапазонах для ЛДФ-грамм, регистрируемых в течение 6 минут после прекращения окклюзии в процессе развития и становления реактивной постокклюзионной гиперемии. Параметр К(Х) — изменение амплитуды колебаний в соответствующем функциональном диапазоне рассчитывается как отношение амплитуд при ОП к значению амплитуды в контроле, выражается в процентах и характеризует отклик соответствующей системы на окклюзионную ишемию в процессе реактивной постокклюзионной гиперемии.

Таблица 4.4

Средние значенияамплитуды колебаний кровотока кожи в контроле и при окклюзионной пробе (ОП)

A(E) A(N) A(M) A(R) A(C)
Контроль 0,34 ± 0,03 0,39 ± 0,04 0,39 ± 0,05 0,10 ± 0,01 0,12 ± 0,01
ОП 0,24 ± 0,03 0,28 ± 0,03 0,42 ± 0,04 0,15 ± 0,02 0,31 ± 0,02
К(%) 71 72 108 150 258

Анализ результатов, представленных в таблице 4.3, показывает, что отклик микроциркуляторного русла на окклюзионную ишемию неоднозначен. В диапазонах эндотелиальной и нейрогенной активности амплитуда снижена на 29 и 28 % соответственно. Амплитуда колебаний в диапазоне миогенной активности незначительно увеличивается (108 %). Амплитуда колебаний в диапазонах респираторной и кардиоактивности, напротив, значительно возрастает (150, 258 % соответственно). Наблюдаемое перераспределение спектральной мощности из частотных диапазонов активной модуляции кровотока (E, N, M) в диапазоны пассивной модуляции (R, C), отражает преобладающие процессы вазодилатации в первые минуты восстановления кожного кровотока после ишемии.

4.3.6. Фармакологическая проба с ацетилхолином

Н.К. Чемерис, Г.М. Пискунова

Данная проба являющаяся одним из перспективных методов оценки степени эндотелиальной дисфункции. Она основана на сравнении сосудистых реакций в ответ на введение специфических агентов, вызывающих эндотелий-зависимую (ЭЗВ) и эндотелий-независимую (ЭНЗВ) вазодилатацию (Гомазков О.А., 2000, Затейников Д.А. и др., 2000, Капилевич Л.В. и др., 2001).

ЭЗВ развивается, например, при аппликации ацетилхолина, серотонина, брадикинина — веществ, которые стимулируют локальное высвобождение NО эндотелием. В ряде работ ЭЗВ оценивается по реакции на введение предшественника NO — L-аргинина (Hambrecht R. et. al., 2000).

ЭНЗВ развивается в ответ на введение некоторых нитросоединений, например, нитроглицерина или нитропруссида натрия. Эти агенты являются донорами NO, который непосредственно вызывает расслабление гладкомышечных клеток сосудов (Ковалев И.В. и др., 1997, Collins P. et. al., 1988).

Методика проведения пробы

Для ионофоретического введения веществ и одновременной регистрации параметров кровотока используется ионофоретический пробник блока «ЛАКК-ТЕСТ», к которому подводятся растворы апплицируемых веществ. Пробник фиксируется на наружной поверхности предплечья вблизи лучезапястного сустава. Электрод противоположной полярности фиксируется на запястье другой руки. Испытуемые при исследовании могут находиться в положении сидя или лежа.

Аппликацию АХ и НП осуществляют последовательно на различных участках поверхности кожи со схожей плотностью сосудистой сети, на расстоянии не менее 5 см друг от друга.

Для каждого испытуемого регистрируются контрольная 10-минутная запись без пробы и две 10-минутные записи с ионофоретическим введением АХ и НП.

Рекомендуется проведение ионофореза при силе тока не более 50 мкА, так как ток большей силы, особенно при длительном ионофорезе (более 2мин.), сам является эффективным раздражителем, вызывающим гиперемию. Действующие агенты: АХ (ацетилхолин-хлорид) и НП (нитропруссид натрия) применяются в виде водных растворов различных концентраций: 1%, 0,1%, 0,01% (Коняева Т.Н. и др., 2002).

Представленные ниже данные получены на группе практически здоровых нормотензивных некурящих девушек-студенток возраста 18-23 лет. Фаза менструального цикла не учитывалась.

Обычно данная проба проводится по следующей схеме: регистрация исходного уровня кровотока ® регистрация кровотока при действии ионофоретического тока в течение 1 ‑ 3 мин ® последующая регистрация динамики перфузии. Концентрация растворов используемых фармакоагентов — 1%, величина тока 50 — 200 мкА.

Типичная динамика ПМ в ходе проведения пробы при этих условиях показана на рис. 4.19.

Для действия АХ характерно: быстрое нарастание ПМ в ходе проведения ионофоретической пробы, сохранение тенденции увеличения ПМ в течение примерно 1 мин после прекращения действия ионофореза, после этого следует медленное восстановление ПМ. Действия НП характеризуется более плавным нарастанием ПМ в ходе ионофореза, продолжающимся и после прекращения действия тока (в нашем случае в пределах 7 мин.). В норме максимальное значение ПМ при действии АХ, как правило, выше либо незначительно меньше чем для НП.

Наблюдаемое различие в динамике реакции микроциркуляторного русла на АХ и НП объясняется биохимическими особенностями действия этих агентов. Известно, что действие ацетилхолина вызывает активацию ферментных систем, локализованных в эндотелии, что, в конечном счете, приводит к высвобождению оксида азота эндотелиоцитами. NO, в свою очередь, воздействует на гладкомышечные клетки сосудов. Ацетилхолин не способен накапливаться в ткани и быстро разрушается ацетилхолинэстеразой, что подтверждается относительно быстрым снижением уровня ПМ после прекращения действия ионофореза. Фармакодинимика нитропруссида натрия более медленная — эффект обусловлен наличием нитрозогруппы, отщепляющейся с образованием NO под действием восстановителей типа тиолов. Действие сохраняется в течение нескольких минут после прекращения аппликации.

При анализе результатов данной пробы оцениваются прежде всего максимальные значения ПМ реакции. Реакция на НП отражает релаксацию сосудов, вызванную непосредственным действии оксида азота на гладкую мускулатуру. АХ используется, чтобы продемонстрировать вазодилатацию, опосредованную эндотелием, что позволяет использовать этот тест для оценки функционального состояния эндотелия (конкретно — способности синтезировать факторы релаксации). Эндотелиальная дисфункция проявляется в снижении выраженности реакции на АХ: максимальное значение ПМ в этом случае меньше, чем в случае реакции на НП и пропорционально степени дисфункции. Данная функциональная проба используется для оценки степени эндотелиальной дисфункции, например, при таких патологических состояниях как сахарный диабет, эссенциальная артериальная гипертензия, гиперхолестеролэмия, атеросклероз.

Для анализа участия активных механизмов (миогенной, нейрогенной и эндотелиальной природы), проявляющихся в низкочастотных (0,007 — 0,1 Гц) составляющих колебаний перфузии и представляющих наибольший интерес, необходимо увеличить время развития реакции, в связи с чем, предлагается следующая схема пробы: 1 мин. — регистрация исходного уровня кровотока, следующие 9мин. — регистрация кровотока при действием ионофореза. При указанных выше параметрах ионофореза (ток 50 мкА, концентрация растворов 1%) наблюдается максимальная вазодилатация, что приводит к практически полному подавлению анализируемых колебаний. В связи с этим, по-нашему мнению, наиболее целесообразно использовать более низкие токи и (или) концентрации.

На рис. 4.20 представлена зависимость ПМ от времени при ионофорезе АХ (0,01 и 1%) и НП (1%) при значении тока 5 мкА. Следует отметить, что ПМ зависит как от силы тока ионофореза, так и от концентрации растворов действующих веществ.

 

Максимальные значения ПМ при ионофорезе 1% АХ и НП значительно отличаются (28 пф.ед. для 1% АХ и 5 пф.ед. для 1% НП). Эффект АХ в концентрации 0.01% сравним с таковым для 1% раствора НП (ПМ возрастает в 1,5 и 2 раза соответственно), что свидетельствует о более высокой чувствительности системы микроциркуляции кожи к АХ по сравнению с НП. На рис. 4.21 представлены амплитудно-частотные спектры (АЧС) при ионофорезе АХ (0,01 и 1%) и НП (1%) при значении тока 5 мкА.

При ионофорезе 0,01% раствора АХ наибольшая амплитуда колебаний приходится на диапазон эндотелиальной активности (0,47 пф.ед.), что, по-видимому, обусловлено природой действующего агента: АХ относится к веществам, вызывающим вазодилатацию по эндотелий-зависимому механизму, поэтому при минимальной концентрации АХ наличие пика в диапазоне эндотелиальной активности говорит об усилении активности эндотелиальных клеток под действием АХ. Небольшое увеличение амплитуды пика в диапазоне кардиоритма до 0,16 пф.ед. и диапазоне респираторной активности (0,2 пф.ед.) свидетельствует о начале процесса вазодилатации.

 

При увеличении концентрации раствора (1%) эффект АХ возрастает. Усиливающаяся секреция оксида азота эндотелием приводит к увеличению амплитуды в диапазонах эндотелиальной и нейрогенной активности (0,8 пф.ед.). Пик в диапазоне миогенной активности (0,68 пф.ед.) свидетельствует об усилении вазомоторной активности гладкомышечных клеток стенок сосудов. Проявлением более глубокой степени вазодилатации (по сравнению с 0,01% раствором) является наличие выраженного пика в диапазоне кардиоритма (0,7 пф.ед.). Амплитуда колебаний в диапазоне респираторного ритма также возрастает (0,3 пф.ед.), что указывает на закономерное увеличение кровенаполнения венулярного звена в зависимости от степени вазодилатации сосудов.

В отличие от действия АХ, ионофоретическая аппликация НП проявляется в значительном увеличении амплитуды колебаний в миогенном диапазоне (0,75 пф.ед.). Также наблюдается незначительное увеличение амплитуда в нейрогенном диапазоне (0,36 пф.ед.). Амплитуда колебаний в диапазоне эндотелиальной активности в случае НП, оказывается ниже соответствующего значения в контроле (0,1 пф.ед.). Наблюдаемые изменения в спектре, по-видимому, можно объяснить прямым вазодилатирующим действием НП: являясь экзогенным донором оксида азота, он непосредственно воздействует на гладкомышечные клетки, не вовлекая в процесс сосудистый эндотелий и нейрогенные механизмы регуляции.

Таким образом, фармакологическая (ионофоретическая) проба с применением АХ и НП является весьма эффективным методом диагностики состояния эндотелия, позволяя обнаруживать и количественно оценивать степень эндотелиальной дисфункции, которая служит основой развития многих патологических состояний кардио-васкулярной системы.


4.3.7. Электростимуляционная проба

Сенсорная пептидергическая иннервация является неотъемлемым компонентом периваскулярной иннервации. Для функционального тестирования сенсорных пептидергических периваскулярных волокон наиболее эффективно исследование их локальной эффекторной функции путем перкутанной антидромной электростимуляции ноцицептивных капсаицин-чувствительных С- афферентов. Электростимуляция сенсорных терминалей способна вызвать антидромную вазодилатацию кожи как в эксперименте у млекопитающих, так и у человека, причём эффект вазодилатации можно количественно оценить по уровню прироста перфузии при регистрации ЛДФ-грамм (Крупаткин А.И., 2002). Поскольку электростимуляция осуществляется чрезкожно, то она способна активировать и другие нервные волокна, а не только сенсорные. В связи с этим важен правильный выбор параметров стимуляции. Для электростимуляции С — афферентов используется импульсы тока частотой 2 Гц и длительностью импульса 0,5 мсек. Для электростимуляции применяется электростимуляционный электрод блока «ЛАКК-ТЕСТ». Регистрацию ЛДФ-граммы проводят в зоне электростимуляции или на расстоянии до 1 см от стимулирующего электрода. Это соответствует размеру рецепторных полей С-волокон, которые для кожи конечностей человека чаще не превышают 2 см. Сила тока подбирается индивидуально, не доводя 0,5 мА до порога боли. Обычно для пальцев кисти она не превышает 9 — 10 мА. После одноминутной электростимуляции её прекращают, но продолжают запись ЛДФ. Общий вид ЛДФ-граммы представлен на рис. 4.22. Предлагается оценивать следующие показатели — время от начала электростимуляции до начала подъема кривой (Т1), общее время подъема кривой от его начала до момента спада (Т2). Целесообразно рассчитывать степень прироста ПМ (DПМс в %) по формуле:

(4.3)

где ПМмакс. — максимальная величина ПМ при электростимуляционном тесте, Мисх. — исходное значение ПМ.

В коже пальцев в отличие от кожи предплечья у многих обследуемых после первоначального подъёма ЛДФ-граммы может наблюдаться её спад с последующим повторным возрастанием перфузии, что придает ЛДФ-записи двухфазный (иногда многофазный) характер. Вероятно, это обусловлено периодическим преобладанием симпатической вазоконстрикции, вызванной электростимуляцией, особенно в акральных зонах, где этот тип нервной регуляции главенствует. В этих случаях для расчёта DПМс целесообразно учитывать повышение перфузии первой дилатационной волны. Норматив для кожи предплечья по внутренней поверхности DПМс — 42%, для кожи Подпись:    Рис.4.22 Иллюстрация реакции перфузии на электростимуляционную пробу II пальца кисти при невропатии.   подушечки II пальца — 36%, V пальца — 26%.

Поскольку блокатором функции С-афферентов служит капсаицин, угнетение DПМс под влиянием его локальных аппликаций подтверждает диагностическую специфичность электростимуляционного теста. При исследованиях использовали настойку стручкового перца (фирма Ай-Си-Эн, Россия), содержащую 1% раствор капсаицина в 90% спирте. Смазывали кожу ладонной поверхности предплечья 6 раз в сутки каждые 3 часа в течение 3 суток у 15 здоровых добровольцев. Тестировали кожу до и на 4 сутки после обработки в трех стандартных точках, каждая на расстоянии 1 см от стимулирующего электрода. Дыхательную пробу проводили до и после электростимуляции через 20 секунд после нормализации уровня ПМ. Результаты представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5

Показатели дыхательной пробы и электростимуляционного теста кожи предплечья

Показатели ЛДФ До капсаицина(n = 45) После капсаицина(n = 45)
Электростимуляционный тест:
Т1, сек 5,1 ± 2,4 33 ± 7,6
Т2, сек 63 ± 18,3 7 ± 4,5
DПМ с, % 42 ± 2,6 3,4 ± 0,2
Дыхательная проба:
DПМ до электростимуляции,% 36 ± 5,3* 31 ± 4,5 *
DПМ после электростимуляции,% 41,7 ± 1,9* 34,1 ± 3,7*

*р >0,05, в остальных случаях р <0,05.

Из данных табл. 4.5 следует, электростимуляционный тест достоверно отражает функцию сенсорных капсаицин-чувствительных волокон, т.к. после пробы с капсаицином эффект вазодилатации резко угнетался.

Резерв нейромедиаторной регуляции микрососудистого русла

Показатель резерва нейромедиаторной регуляции микроциркуляторного русла (РНР, в %) является суммой величин степени снижения ПМ при дыхательной пробе (DПМ) и степени прироста ПМ при электростимуляционном тесте (DПМс). РНР характеризует степень участия нейрогенного фактора в микрососудистой регуляции. Соответственно, доля каждого из компонентов РНР, выраженная в % от общего РНР, отражает соотношение симпатической и сенсорной пептидергической видов регуляции. Приведенная методика оценки РНР позволяет проводить его экспресс-анализ с помощью указанных функциональных проб.

Дополнительные возможности оценки периферической иннервации с помощью электростимуляционных тестов

Благодаря наличию в блоке «ЛАКК-ТЕСТ» других, кроме вышеуказанных, частотных параметров электростимуляции возможно осуществить новые дополнительные возможности исследования нарушений периферической иннервации тканей. Прямая стимуляция нервных волокон кожи с разными частотами и определение болевого порога чувствительности при определенном токе (в низко- и высокочастотных диапазонах) обеспечивает информацию о функции как тонких маломиелинизированных, так и толстых высокомиелинизированных волокон. Порог чувствительности рекомендуется определять по нарастанию или по убыванию силы тока. При диабетической невропатии исследуются кожа подушечек указательного пальца кисти и большого пальца стопы (Masson E.A. et al., 1989). Порог чувствительности при частоте стимуляции 2-8 Гц на верхних и нижних конечностях, а также при частоте стимуляции 250 Гц на верхних конечностях коррелирует с состоянием тонких волокон (порогом температурной чувствительности), а при частоте стимуляции 2000 Гц — с состоянием толстых миелинизированных волокон (порогом вибрационной чувствительности и скоростью проведения импульсов по данным электронейромиографии). У здоровых лиц величина тока стимуляции, соответствующая порогу чувствительности, колеблется в пределах 0,5-5 мА, а при диабетической невропатии повышается в 2-3 и более раз, особенно на нижних конечностях. Поскольку поражения разных видов волокон (увеличение порога чувствительности) при невропатиях происходит неодинаково в разных частотных диапазонах, эта проба позволяет быстро и неинвазивно определять функциональную интеграцию, дифференцированное состояние разных популяций периферических нервных волокон. Кроме того, такой подход позволяет в сомнительных случаях (например, при диабете) установить факт наличия или отсутствия невропатии.

4.4. Рекомендации для проведения функциональной диагностики регуляции микроциркуляторного русла

1. При оценке микроциркуляции в конкретной области исследований первоначальным этапом является подбор контрольной группы для получения ориентиров, необходимых для сопоставления их с данными конкретного пациента. Для примера приведена таблица 4.6 усредненных значений параметров базального кровотока кожи подушечки 2-ого пальца кисти здоровых лиц от 16 до 75 лет (n = 32). Разброс значений составлял 15%.

Таблица 4.6

Средние параметры кровотока кожи подушечки 2 пальца кисти

Аэ,пф.ед. Ан,пф.ед. Ам,пф.ед. Ад,пф.ед. Ак,пф.ед. СКО,пф.ед. М,пф.ед. ПШ
0,42 0,49 0,38 0,24 0,36 1,57 15,8 1,29

Важным этапом диагностики является проведение функциональных проб. В зависимости от задач исследований микроциркуляции крови выбирается требуемый перечень функциональных тестов (табл. 4.7, 5.1) и также определяются контрольные параметры. В главе 4 приведены контрольные значения для ряда функциональных тестов.

2. Предварительно, перед проведением расчетов показателей микроциркуляции в условиях физиологического покоя необходимо анализировать вид записи ЛДФ-граммы. Если запись выполнена корректно, без артефактов, то ее вид должен представлять собой переменный колебательный процесс изменения перфузии, группируемый вблизи воображаемой линии, параллельной оси времени. Колебательный процесс может быть представлен в виде локальных групп колебаний, повторяющихся во времени, как правило, в виде апериодических изменений перфузии.

Если запись ЛДФ-грамм произведена в областях исследований, где имеются трудности обеспечить стандартизацию съема информации, например, на слизистой поверхности при эндоскопических исследованиях, или запись ЛДФ-граммы осуществлена с артефактами, а также с неясными участками подъема или снижения перфузии, то необходимо выбрать в записях отдельные фрагменты, отвечающие указанным рекомендациям для корректной записи.

Таблица 4.7

Методические подходы к анализу механизмов регуляции микроциркуляции кожи с помощью ЛДФ

Исследуемые компоненты регуляции Исследование осцилляций кровотока в покое Функциональные пробы
Эндотелиальная секреция NO Эндотелиальные колебания 1. Окклюзионная проба (артериальная окклюзия 2-3 минуты).2. Локальный ионофорез с ацетилхолином и нитропруссидом натрия.3. Оценка второго пика вазодилатации при локальной тепловой пробе.
Нейрогенная регуляция
1. Симпатические (терморегуляторные) адренергические волокна 1. Нейрогенные колебания и НТ. 1. Вазоконстрикторные пробы (дыхательная, холодовая и др.).
2. Сенсорные пептидергические волокна 2. В физиологических условиях не всегда выражены (около 0,06 Гц). 2а. Электростимуляционная проба.2б. Оценка первого пика вазодилатации при локальной тепловой пробе.
3. Симпатические холинергические волокна. 3. Предположительно 0,12 — 0,18 Гц в коже неакральных зон конечностей и туловища (Silverman D.G., Stout R.G., 2002) 3. Локальный электрофорез с бретилием тозилатом и дальнейшим проведением общих тепловых проб.
Миогенная эндотелий-независимая регуляция Миогенные колебаний и МТ. 1. Постуральная проба (венуло-артериолярный рефлекс).2. Окклюзионная проба (артериальная окклюзия около 30 секунд).
Состояние венозного оттока Дыхательные ритмы 1. Постуральная проба (венуло-артериолярный рефлекс).2. Окклюзионная венозная проба.
Состояние артериального притока Кардиоритмы 1. Тепловая проба.2. Проба с физической нагрузкой.

3. Рекомендуемая длительность фоновой записи ЛДФ-грамм. От длительности записи зависит получение информации о содержании ритмов колебания перфузии в ЛДФ-грамме. Чем длиннее запись, тем больше уверенность, что возможно зарегистрировать колебания определенной природы. Для устойчивой регистрации нейрогенных, миогенных, дыхательных и сердечных колебаний запись рекомендуется осуществлять в течение не менее 4 минут. Колебания эндотелиальной природы регистрируются при длительности около 10 минут.

При расчете фрагментов записи с длительностью, меньшей указанного времени, можно получать данные не о всех колебаниях.

Если запись произведена в период «молчания» определенного механизма регуляции, то соответственно информация об этих колебаниях будет отсутствовать при расчетах.

4. Анализ расчетных результатов проводится путем сопоставления с аналогичными данными для контрольной группы.

В качестве примеров рассмотрим две ситуации: повышение значений перфузии относительно контроля и снижения перфузии по сравнению с контролем.

Повышение значения перфузии — это увеличение кровотока вследствие, как правило, снижения нейрогенного тонуса артериол, реже других компонентов тонуса. Рассматриваются два варианта:

1 вариант — повышение перфузии не более, чем на 50% от контрольных значений (М­, σ­, Кv £ Кvконт). Понижение нейрогенного тонуса — это увеличение амплитуд колебаний в нейрогенном диапазоне (Ан­). Если регистрируются нейрогенные ритмические колебания синусоидальной формы, то это соответствует патологическим дефектам, при которых нарушен нейрогенный контроль артериолярного тонуса. Снижение НТ может сопровождается повышением МТ (Ам¯) и увеличением шунтирования по артерио-венулярным анастомозам (рост ПШ).

2 вариант — повышение перфузии в несколько раз по сравнению с контролем (М­­, σ­, Кv < Кvконт.). Значительное увеличение перфузии, соответствующее гиперемическому типу микроциркуляции (выявляется при проведении окклюзионной пробы, раздел 4.7), вследствие существенного снижения мышечного тонуса сопровождается ростом амплитуд сердечных колебаний (Ас­), привносящихся в микроциркуляторное русло с большим потоком крови из артерий.

Снижение перфузии относительно контрольных значений. Рассматриваются также два варианта.

1 вариант — уменьшение перфузии до 50% от контроля происходит в результате повышения нейрогенного тонуса (М¯, σ¯, Кv ≥ Кvконт). В результате компенсаторной реакции могут наблюдаться повышенные амплитуды миогенных колебаний (Ам­) (снижение миогенного тонуса). В случае снижения артерио-венулярного давления наблюдаются эпизоды с выраженными дыхательными ритмами (Ад­).

2 вариант — уменьшение перфузии на более 50% от контрольных значений. Значительные снижение перфузии происходит вследствие спазма артериол (М¯, σ¯, Кv £ Кvконт.) и может соответствовать спастическому типу микроциркуляции (определяется при проведении окклюзионной пробы, раздел 4.7).

5. С учетом того, что метод ЛДФ позволяет диагностировать состояние как исходных, так и нагрузочных показателей микроциркуляции, он представляет уникальные перспективы для системного анализа патогенетических механизмов и их нарушений. Подходы к этому анализу сгруппированы в табл. 4.7.

Литература

1. Бранько В.В., Богданова Э.А., Камшилина Л.С., Маколкин В.И., Сидоров В.В. Метод лазерной доплеровской флоуметрии в кардиологии, Пособие для врачей, М., 1999, 48с.

2. Гомазков О.А. Молекулярные и физиологические аспекты эндотелиальной дисфункции. Роль эндогенных химических регуляторов. // Успехи физиол. наук. 2000. Т. 31. № 4. С. 48-62.

3. Затейщиков Д.А., Минушкина Л.О., Кудряшова О.Ю. и др. Функциональное состояние эндотелия у больных артериальной гипертонией и ишемической болезнью сердца. // Кардиология. 2000. Т. 40. №2. С. 14-17.

4. Капилевич Л.В., Ковалев И.В., Баскаков М.Б., Медведев М.А. Внутриклеточные сигнальные системы в эпителий- и эндоте­лийзависимых процессах расслабления гладких мышц. // Успехи физиол. наук. 2001. Т. 32. № 2. С. 88-98.

5. Ковалев И.В., Панов А.А., Баскаков М.Б., и др. Влияние нитропруссида натрия на мембранный потенциал и механическое напряжение гладкомышечных клеток аорты крысы. // Рос. физиол. журн. им. М.И. Сеченова. 1997. Т.83. № 7. С. 70-76.

6. Козлов В.И., Гурова О.А. Динамика микроциркуляторных реакций при тепловой пробе. Материалы третьего всероссийского симпозиума «Применение лазерной допплеровской флоуметрии в медицинской практике», Москва, 2000, C. 77-78.

7. Коняева Т.Н., Красников Г.В., Пискунова Г.М., Сидоров В.В., Танканаг А.В., ЧемерисН.К. Тепловая проба с линейно нарастающей температурой нагрева в исследованиях механизмов регуляции системы микроциркуляции кожи человека // Вестник новых медицинских технологий, 2002. — Т. IX. — №4., C. 89-91.

8. Коняева Т.Н., Танканаг А.В., Красников Г.В., Пискунова Г.М., Сидоров В.В., Чемерис Н.К. Условия проведения ионофоретической пробы с ацетилхолином и нитропруссидом для оценки состояния эндотелия микрососудистого русла кожи человека // Вестник новых медицинских технологий, 2004. — Т. XI. — №1-2., C. 68-70.

9. Красников Г.В., Матрусов С.Г., Пискунова Г.М., Сидоров В.В., Чемерис Н.К. Возрастные особенности осцилляций периферического кровотока в коже, Третий Всероссийский симпозиум «Применение лазерной доплеровской флоуметрии в медицинской практике», М., 2000, с.32-34.

10. Крупаткин А.И. Клиническая нейроангиофизиология конечностей (периваскулярная иннервация и нервная трофика).-М.: Научный мир, 2003.-328с.

11. Крупаткин А.И., Сидоров В.В., Меркулов М.В. и др. Функциональная оценка периваскулярной иннервации конечностей с помощью лазерной допплеровской флоуметрии. Пособие для врачей. М., 2004.- 26с.

12. Крупаткин А.И. Оценка локальной эффекторной функции сенсорных афферентов кожи конечностей с помощью лазерной допплеровской флоуметрии // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова.- 2002.-т.88,№5.- с.658-662.

13. Танканаг А.В., Чемерис Н.К. Применение вейвлет-преобразования для анализа лазерных допплеровских флоурограмм. Материалы четвертого всероссийского симпозиума «Применение лазерной допплеровской флоуметрии в медицинской практике», Пущино, 2002, с. 29-39/

14. Abbot N.C., Beck J.S., Wilson S.B., Khan F. Vasomotor reflexes in the fingertip skin of patients with type 1 diabetes and leprosy // Clin. Autonom. Res.- 1993.- v.3.- pp. 189-193.

15. Barron S.A.,Rogowski Z., Kanter Y., Hemli J. DC photoplethysmography in the evaluation of sympathetic vasomotor responses // Clin. Physiol.- 1993.- v.13.- pp. 561-572.

16. Bergersen T.K., Hisdal J., Walloe L. et al. Perfusion of the human finger during cold-induced vasodilatation // Am. J. Physiol.1999.- v.45.-R731-R737.

17. BoltonB., Carmichael E.A., Sturup G. Vasoconstriction following deep inspiration // J. Physiol.- 1936.- v.86.- pp. 83-94.

18. Boutouyrie P., Lacolley P., Girerd X. et al. Sympathetic activation decreases medium-sized arterial compliance in humans // Am. J. Physiol. 1994.- v.36.- H1368- H1376.

19. Collins P., Henderson A.H., Lang D., Levis M.J. Endothelium-derived relaxing and nitroprusside. Compared in noradrenaline K+ — contracted rabit and rat aortae. // J. Phisiol. 1988. V.400, pp. 395-404.

20. De Lalla. Causes of skin cooling in pressure breathing, deep inspiration and deep expiration // Am. J. Physiol. -1948.- v.152.- pp. 122-130.

21. Du Buf-Vereijken P.W.G., Netten P.M., Wollersheim H., Festen J., Thien T. Skin vasomotor reflexes during inspiratory gasp: standartization by spirometric control does not improve reproducibility// Int.J. Microcirc.Clin.Exp.- 1997.- v.17.-pp.86-92.

22. Fox R.H., Wyatt H.T. Cold induced vasodilation in various areas of the body surface of man // J. Physiol. (London) 1962.-v.162.-pp.289-297.

23. Fromy B., Abraham P., Bouvet C., Bouhanick B., Fressinaud P., Saumet J.L. Early Decrease of Skin Blood Flow in Response to Locally Applied Pressure in Diabetic Subjects // Diabetes, vol. 51, 2002, 1214-1217.

24. Fromy B., Merzeau S., Abraham P., Saumet J.L. Mechanisms of the coetaneous vasodilatator response to local external pressure application in rats: involvement of CGRP, neurokinins, prostaglandins and NO. // British Journal of Pharmacology, 131, 2000, pp. 1161-1171

25. Gilliatt R.W. Vasoconstriction in the finger after deep inspiration // J. Physiol.- 1948.- v.107.- pp.76-88.

26. Gilliatt R.W., Guttmann L., Whitteridge D. Inspiratory vasoconstriction in patients after spinal injuries // J. Physiol. -1948.- v.107.- pp.65-75.

27. Hambrecht R., Hilbrich L., Erbs S. et all. Correction of endothelial dysfunction in chronic heart failure: additional effects of exercise training and oral L-arginine supplementation. // J. Am. Coll. Cardiol. 2000. V. 35. № 3, pp. 706-713.

28. Hamming W. Didital Filters, Prentice — Hall, Englewood Cliffs, NY. 1983.

29. HoffmannU. Evaluation of flux motion, Laser Doppler. — London, Los Angeles, Nicosia, Med-Orion Publishing Company, 1994, pp.55-61.

30. Joannides R., Richard V., Moore N. et al. Influence of sympathetic tone on mechanical properties of muscular arteries in humans // Am. J. Physiol. 1995.- v.37.- H794-H801.

31. Khan F., Spence V.A., Wilson S.B., Abbot N.C. Quantification of sympathetic vascular responses in skin by laser Doppler flowmetry// Int. J. Microcirc.Clin.Exp.- 1991.-v.10.-pp.145-153.

32. Khan F., Spence V.A., Belch J.J.F. Cutaneous vascular responses and thermoregulation in relation to age // Clin Sci. -1992.- v.82.- pp.521-528.

33. Lau Y.T., Liu C.F., Tsai C.C. Cutaneous vasoconstrictor respjnse induced by inspiratory gasp in relation to sex and age // Clin Sci. 1995.- v.89.- p.233-237.

34. Lafleche A.B., Pannier B.M., Laloux B. et al. Arterial response during cold pressor test in borderline hypertension // Am. J. Physiol. 1998.- v.275.- H409- H415.

35. Littleford R.C., Khan F., Belch J.J.F. Impaired skin vasomotor reflexes in patients with erythromelalgia// Clin. Sci.- 1999.- v.96.- pp.507-512.

36. Masson E.A., Veves A., Fernando D., Boulton A.J.M. Current perception thresholds: a new, quick, and reproducible method for the assessment of peripheral neuropathy in diabetes mellitus // Diabetologia.- 1989.- v.32,n.10.- pp.724-728.

37. Mayrovitz H.N., Groseclose E.E. Neurovascular responses to sequential deep inspirations assessed via laser Doppler perfusion changes in dorsal finger skin// Clin. Physiol. and Functional Imaging.-2002.-v.22.-n.1.-pp.49-54.

38. Mayrovitz H.N., Groseclose E.E. Inspiration-induced vascular responses in finger dorsum skin // Microvasc. Res.-2002.-v.63.-pp.227-232.

39. Minson C.T., Berry L.T., Joyner M.J. Nitric oxide and neurally mediated regulation of skin blood flow during local heating. // J. Appl. Physiol., 91, 2001, pp. 1619-1626.

40. Mulinos M.G., Shulman I. Vasoconstriction in the hand from a deep inspiration // Am. J. Physiol.-1939.- v.125- pp.310-322.

41. Nakata A., Takata S., Yuasa T. et al. Spectral analysis of heart rate, arterial pressure and muscle sympathetic nerve activity in normal humans // Am. J. Physiol.- 1998.- v.274.- pp. H1211- H1217.

42. Netten P.M., Wollersheim H., van der Broek P., van der Heijden H.F.M., Thien T. Evaluation of two sympathetic cutaneous vasomotor reflexes using laser Doppler fluxmetry // Int. J. Microcirc. Clin. Exp. 1996.- v.16.-pp.124-128.

43. Nuzzaci G., Evangelisti A., Righi D. et al. Is there any relationship between cold- induced vasodilatation and vasomotion ? // Microvasc. Res. 1999.- v.57.- pp.1-7.

44. Oberle J., Elam M., Karlsson T., Gunnar W.B. Temperature-dependent interaction between vasoconstrictor and vasodilator mechanisms in human skin// Acta Physiol. Scand. 1988.- v.132.- pp.459-469.

45. Rosenbaum M., Race D. Frequency-response characteristics of vascular resistance vessels// Am.J.Physiol.-1968.-v.215.-pp.1397-1402.

46. Schmid-Schonbein H., Ziege S., Grebe R. et al. Synergetic interpretation of patterned vasomotor activity in microvascular perfusion: discrete effects of myogenic and neurogenic vasoconstriction as well as arterial and venous pressure fluctuations // Int. J. Microcirc.- 1997.- v.17.- pp.346-359.

47. Sendovski I., Savowery G., Besnard Y. et al. Cold induced vasodilatation and cardiovascular responses in humans during cold water immersion of various upper limb areas // Eur. J. Appl. Physiol. 1997.- v.75.- pp.471-477.

48. Shepherd J.T., Rusch N.J., Vanhoutte P.M. Effect of cold on blood vessel wall// Gen. Pharmacol. 1983.- v.14.- pp.61-64.

49. Silverman D.G., Stout R.G. Distinction between atropine-sensitive control of microvascular and cardiac oscillatory activity//Microvasc. Res. 2002.- v.63-pp.196-208.

50. Stefanovska A., Bracic M., Kvernmo H.D. Wavelet Analysis of Oscillations in Peripheral Blood Circulation Measured by Doppler Technique. // IEEE Trans. Biomed. Eng., № 10, vol. 46, 1999, pp. 1230-1239.

51. Van den Brande P., de Coninck A., Lievens P. Skin microcirculation responses to severe local cooling // Int. J. Microcirc. Clin. Exp. 1997.- v.17.- pp.55-60.

52. Weise F., Laude D., Girard A. et al. Effects of the cold pressor test on short-term fluctuations of finger arterial blood pressure and heart rate in normal subjects // Clin Auton. Res. 1993.- v.3.- pp. 303- 310.

53. Wilson S.B., Jennings P.E., Belch J.J.F. Detection of microvascular impairement in type I diabetics by laser Doppler flowmetry // Clin Physiol. 1992.- v.12.- pp.195-208.

54. Wollersheim H., Droste H., Reyenga J., Thien T.H. Laser Doppler evaluation of skin vasomotor reflexes during sympathetic stimulation in normals and in patients with primary Raynaud¢s phenomenon// Int.J. Microcirc. -1991.- v.10- pp.33-42.

55. Vinik A.I., Erbas T., Park T.S., Stansberry K.B., Scanelli J.A., Pittenger G.L. Dermal neurovascular dysfunction in type 2 diabetes. // Diabetes Care, № 8, vol.24, 2001, pp. 1468-1475.

No related posts.

автор: Романтик

Оставьте свой отзыв