О.А. Овчинникова, И. А. Тихомирова
Система микроциркуляции представляет собой мельчайшую структурно-функциональную единицу системы кровообращения. Актуальность проблемы изучения микрогемоциркуляции объясняется тем, что именно в микрососудистом русле в конечном счете реализуется транспортная функция сердечно-сосудистой системы и обеспечивается транскапиллярный обмен, создающий необходимый для нормальной жизнедеятельности организма тканевой гомеостаз [1].
Фундаментальная особенность микроциркуляции - постоянная изменчивость (как во времени, так и в пространстве) перфузии тканей кровью, которая представляет собой важнейший признак их жизнедеятельности.
Методические приемы диагностики нарушений тканевого кровотока во многом еще остаются несовершенными, что существенно затрудняет изучение микроциркуляции в клинических условиях. В последние годы в нашей стране и за рубежом все большее распространение получает метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ), который позволяет неинвазивно оценивать не только уровень периферической перфузии, но и выявлять особенности регуляции кровотока на уровне микроциркуляторного русла (МЦР). Обладая высокой чувствительностью к изменениям микрогемодинамической ситуации в сосудистом русле, метод ЛДФ имеет неоспоримое преимущество перед другими методиками исследования, поскольку позволяет оценивать состояние функциональных механизмов управления микрокровотоком. Анализ амплитудночастотного спектра (АЧС) отраженного сигнала с использованием математического аппарата вейвлет-преобразования, который в настоящее время широко применяется для анализа сигналов физиологической природы, позволяет оценивать изолированно вклад каждого звена микрососуди- стого русла, принимающего участие в модуляции кровотока [3, 7].
Цель нашей работы - провести сравнительный анализ параметров микроциркуляции в норме и при хронической обструктивной болезни легких в зависимости от выбора тестируемой области.
Материалы и методы
В исследование включены 28 условно здоровых мужчин, средний возраст - 28,3±2,9 лет (группа контроля), и 39 мужчин с диагнозом хроническая обструктивная болезнь легких II-III степени тяжести (ХОБЛ), средний возраст которых составил 63±7 года. В группе пациентов диагноз был поставлен лечащим врачом и подтвержден записью в амбулаторной карте.
Неинвазивное исследование параметров микроциркуляции крови проводили при помощи лазерного анализатора капиллярного кровотока ЛАКК-02 («ЛАЗМА», Россия). Тестировали кожу ладонной поверхности концевой фаланги II пальца кисти (наиболее богатая вегетативными и сенсорными нервными волокнами, анастомозами и часто используется для оценки нейрососуди- стой функции, зона 1) и зону Захарьина - Геда для сердца на предплечье (она бедна артериоло- венулярными анастомозами, поэтому в большей степени отражает кровоток в нутритивном русле, зона 2). Записи ЛДФ-грамм у всех пациентов производили в течение 8 минут, полученные данные сравнили со значениями контрольной группы.
Для оценки состояния и особенностей функционирования различных звеньев модуляции микрокровотока проводили спектральный анализ сигнала периферического кровотока на основе непрерывного вейвлет-преобразования. Были определены показатели базального кровотока (показатель перфузии - ПМ, параметр о - среднее колебание перфузии относительно среднего значения потока крови ПМ, рассчитаны: показатель шунтирования - ПШ, индекс перфузионной сатурации - Sm, показатель удельного потребления кислорода - U) [1, 5, 6].
По величинам амплитуд колебаний микрокровотока в конкретных частотных диапазонах возможно оценивать состояние функционирования определенных механизмов контроля перфузии. АЧС ЛДФ-грамм рассчитывается в полосе частот от 0,005 до 3 Гц. В рассматриваемом частотном диапазоне выделяют 5 неперекрывающихся областей: 0,007-0,017 Гц - диапазон эндотелиальной активности (Е); 0,023-0,046 Гц - диапазон нейрогенной активности (Н); 0,07-0,12 Гц - диапазон миогенной активности (М); 0,21-0,35 Гц - диапазон респираторного ритма (Д); 0,86-1,36 Гц - диапазон кардиоритма (С). Осцилляции кровотока с характерными частотами обусловлены определенными физиологическими процессами: влиянием сердечно-сосудистой и дыхательной систем, активностью гладкомышечных клеток стенок сосудов, нейрогенным контролем и функционированием эндотелия сосудов [2].
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием параметрических критериев (в случае нормального распределения); при отклонении распределения от нормального применяли непараметрические критерии, тесноту связей между переменными оценивали по коэффициентам ранговой корреляции.
Результаты исследования и их обсуждение
В группе здоровых добровольцев отмечено более низкое значение ПМ (в 2,5 раза, р <0,001) и о (на 48 %, р <0,01) в зоне Захарьина - Геда по сравнению с ПМ, регистрируемым на ладонной поверхности II пальца кисти (табл. 1).
Таблица 1
Показатели микроциркуляции практически здоровых лиц и пациентов с ХОБЛ по данным лазерной допплеровской флоуметрии (M±a)
| Показатель | Здоровые | Пациенты с ХОБЛ | ||||
| Зона | ||||||
| предплечье | II палец кисти | предплечье | II палец кисти | |||
| ПМ, пф. ед. | М | 9,50±2,66 | 23,4±3,35*** | 7,77±2,14 | 20,1±5,81*** | |
| а | 1,04±0,49 | 1,55±0,84** | 1,39±1,08 | 1,89±1,24 * | ||
| Kv | 11,3±5,41 | 5,51±1,92** | 20,41±11,77 | 9,75±3,35 ** | ||
| % % O2 S | М | 55,9±12,3 | 82,6±6,56** | 49,2±9,65 | 81,6±5,46*** | |
| НТ, отн. ед. | 1,70±0,32 | 1,83±1,08 | 2,14±0,52 | 2,65±1,21 | ||
| МТ, отн. ед. | 1,84±0,47 | 2,67±0,72** | 3,37±1,53 | 3,67±1,55 | ||
| ^maxM)-^ %; отн. ед. | Э | 4,22±1,66 | 7,04±4,66* | 9,58±8,75 | 4,21±3,23* | |
| Н | 6,73±3,48 | 6,73±4,60 | 8,67±4,38 | 3,16±2,20*** | ||
| М | 6,79±4,82 | 4,64±3,77 | 5,19±4,51 | 2,52±1,45** | ||
| Д | 3,08±1,73 | 1,94±0,86* | 4,07±4,48 | 1,51±0,59** | ||
| С | 2,26±1,17 | 2,21±2,50 | 2,99±2,38 | 1,63±0,79** | ||
| Аmax, отн. ед. | Э | 0,38±0,12 | 1,66±0,45*** | 0,72±0,8 | 1,14±0,0,87* | |
| Н | 0,56±0,31 | 1,25±0,53*** | 0,48±0,38 | 0,84±0,70* | ||
| М | 0,58±0,28 | 0,75±0,51* | 0,42±0,30 | 0,44±0,23 | ||
| Д | 0,37±0,29 | 0,43±0,07 | 0,30±0,29 | 0,26±0,07 | ||
| С | 0,32±0,28 | 0,28±0,11 | 0,24±0,17 | 0,41±0,21* | ||
| Sm, отн. ед. | 6,5±2,23 | 4,56±1,30** | 7,36±3,36 | 3,82±0,60*** | ||
| U, отн. ед. | 5,74±2,67 | 1,43±0,77*** | 4,32±1,53 | 1,75±0,53*** | ||
Обозначения: ПМ - показатель микроциркуляции, М - среднеарифметическое значение показателя микроциркуляции; а - среднее колебание перфузии относительно значения потока крови М; Kv - коэффициент вариации, SO2 - относительное насыщение кислородом крови микроциркуляторного русла биоткани; НТ - нейрогенный тонус; МТ - миогенный тонус; Аmax - максимальная амплитуда; (Аmax/М)•100 % - приведенная амплитуда; Э - колебания эндотелиальной природы; Н - колебания нейрогенной природы; М - колебания миогенной природы; Д - колебания дыхательной природы; С - колебания сердечной природы; Sm - индекс перфузионной сатурации кислорода; U - параметр удельного потребления кислорода тканью.
Примечание: статистически значимые различия обозначены: * - при р<0,05; ** - при р<0,01; *** - при р<0,001.
Очевидно, что изменения значений М и с связаны, поэтому в анализе расчетных параметров целесообразно ориентироваться на соотношение величин М и а, то есть на коэффициент вариации. Для указанной зоны у здоровых лиц Kv был достоверно выше на 53 % (р<0,01) по сравнению с зоной 1. Показатель средней относительной кислородной сатурации (оксигенации) крови (SO2) был достоверно выше в зоне 1 на 47 % (р<0,01) по сравнению с зоной Захарьина - Геда, и также достоверно более высоким было значение индекса перфузионной сатурации кислорода на 29 % (р<0,05) и показателя удельного потребления кислорода на 75 % (р<0,001).
Для группы пациентов с ХОБЛ отмечено более высокое значение ПМ (в 3 раза, р <0,001) и а (на 43 %, р<0,05) в зоне 1 по сравнению с зоной 2, при этом Kv был достоверно ниже на 52 % (р<0,001). Показатель SO2 для зоны II пальца руки был выше на 65 % (р<0,001), показатели U и Sm были ниже на 48 % и 60 % (р<0,001) соответственно.
Расчетные параметры М, а и Kv дают общую оценку состояния микроциркуляции крови. Более детальный анализ функционирования микро- циркуляторного русла может быть проведен на втором этапе обработки ЛДФ-грамм базального кровотока при исследовании структуры ритмов колебаний перфузии крови. МЦР находится под многоуровневым контролем, который организован через систему с обратной связью. В процессе самоорганизации кровотока выделяют активные механизмы контроля перфузии (эндотелиальная активность, нейрогенный и миогенный компоненты) и пассивные механизмы (пульсовые и дыхательные ритмы). Активные и пассивные механизмы образуют положительные и отрицательные обратные связи. Активные механизмы создают поперечные колебания кровотока в результате чередования сокращения и расслабления гладкомышечных клеток. Очевидно, что работа активных механизмов контроля обусловливается локальными физиологическими потребностями тканей. Пассивные механизмы организуют продольные колебания кровотока, выражающиеся в периодическом изменении объема крови в сосудах. В артериолах характер изменения объема определяется пульсовой волной, а в венулах - рабочим ритмом «дыхательного насоса» (рис. 1).
Возрастание или снижение амплитуд пассивных ритмов может представлять собой следствие проявления функционирования активных механизмов контроля, и наоборот. Так, например, снижение сосудистого тонуса артериол (устранение спазма) вследствие уменьшения нейрогенной активности (симпатической составляющей) может приводить к возрастанию сердечного ритма в МЦР в результате увеличения нейрогенной активности (симпатической составляющей) может приводить к возрастанию сердечного ритма в МЦР в результате увеличения притока артериальной крови, привносящей пульсовую волну [1, 4].