Информативность лазерной допплеровской флоуметрии при оценке дисфункции эндотелия у больных с ишемической болезнью сердца и хронической сердечной недостаточностью.

О.Б. Дынник, С.Е. Мостовой, О.М. Мишанич, Л.А. Стаднюк

Медицинское научно-практическое объединение «Медбуд», г. Киев;

Национальная медицинская академия последипломного образования им. П.Л. Шупика МОЗ Украины, г. Киев.

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) характеризуется снижением насосной функции сердца. Уменьшение сердечного выброса – причина снижения артериального давления (АД), с тенденцией к уменьшению внутреннего радиуса сосудов. Нарушение сосудистой реактивности при ХСН связано с активацией катехоламинэргической и ренин-ангиотензин-альдостероновой систем [17]. Эндотелий является источником большого количества биологически активных веществ, которые играют значительную роль в регуляции сосудистого тонуса и сердечной деятельности. Наиболее важный из них – оксид азота (NO) – свободный радикал, образующийся в эндотелии из L-аргинина под действием кальций/кальмодулин-зависимой изоформы фермента NO-синтазы [9]. Активируя гуанилатциклазу, NO увеличивает образование цГМФ в гладкомышечных клетках и тромбоцитах, что обусловливает расслабление сосудов, ингибирует пролиферацию гладкомышечных клеток и тормозит активность тромбоцитов и макрофагов. Полагают, что прогрессирование сердечной недостаточности может быть результатом резкого снижения синтеза NO эндотелиальными клетками сосудов [16]. Дефицит NO прямо пропорционален степени тяжести ХСН, наличие дисфункции эндотелия (ДЭ) значительно повышает частоту развития сердечно-сосудистых осложнений у больных с ХСН [8, 14]. Таким образом, изучение ДЭ при ХСН, разработка и внедрение новых методов диагностики ДЭ является актуальным вопросом кардиологии. В клинике функцию эндотелия изучают с помощью лабораторных (циркулирующие маркеры) и инструментальных методов [8, 14].

В настоящее время для оценки сосудистой реактивности при помощи ультразвука высокого разрешения используют эндотелийзависимую вазодилатацию (ЭЗВД) плечевой артерии при пробе с реактивной гиперемией по D.S. Celermajer [16]. В основе пробы лежит установленный факт расширения диаметра артерии в ответ на увеличение скорости тока крови, приводящего к увеличению напряжения сдвига, воздействующего на эндотелий [7, 16]. При ДЭ у больных происходит уменьшение вазодилатации или патологическая вазоконстрикция [14, 16]. Использование дополнительно нитроглицерина позволяет определить эндотелийнезависимую вазодилатацию (ЭНВД). При всех достоинствах этого метода имеются определенные ограничения для его применения: необходимость наличия дорогостоящей ультразвуковой аппаратуры, высококвалифицированных специалистов, высокая трудоемкость, что делает возможным его использование лишь в крупных научных центрах в исследовательских целях. Кроме того, до настоящего времени отсутствует общепринятая стандартизированная методология проведения исследования и оценки его результатов [2, 3, 8].

В последние годы продолжается поиск альтернативных методов сосудистой реактивности. Изучают пульсовое кровенаполнение и скорость пульсовой волны (СПВ) при проведении эндотелийстимулирующих проб. Проводят исследование пульсового кровенаполнения методом фотоплетизмографии при ингаляции сальбутамола и с реактивной гиперемией [4]. Также для оценки ДЭ используют метод периферической артериальной тонометрии или пальцевой плетизмографии – РАТ метод, как модификацию пробы D.S. Celermajer [4, 14]. Используют оценку ДЭ по изменению СПВ при пробе с реактивной гиперемией [4], в покое и после физической нагрузки [7]. Эти методы привлекают внимание возможностью более широкого применения в лечебно-профилактических учреждениях. Для определения ДЭ в микрососудистом русле применяют также и приборы с ультразвуковыми датчиками высокой частоты (10–25 МГц), однако эти исследования немногочисленны, не проведены детальные сопоставления с общепринятыми методами оценки функции эндотелия.

Перспективным методом выявления ДЭ и оценки состояния кровотока в системе микроциркуляции является лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ), основанная на оптическом зондировании тканей монохроматическим сигналом и анализе частотного спектра монохроматического сигнала, отраженного от движущихся эритроцитов, на основе эффекта Допплера [1, 5, 8, 19]. При обработке данных ЛДФ используют амплитудно-частотный Вейвлет-анализ с определением активных и пассивных механизмов регуляции системы микроциркуляции [5, 8, 13]. С целью выявления гемодинамического типа микроциркуляции у пациентов проводят окклюзионную пробу (ОП) с определением резерва капиллярного кровотока (РКК) в процессе развития постокклюзионной гиперемии [1, 5, 8, 19]. Этот показатель характеризует реактивность микроциркуляторного русла (МЦР). Также при ЛДФ проводят фармакологические пробы с ацетилхолином и нитроглицерином для определения ЭЗВД и ЭНВД. Немногочисленные исследования с использованием ЛДФ были проведены у пациентов с ХСН на фоне ИБС, поэтому этот вопрос остается изученным недостаточно [8]. Кроме того, недостаточно изучена связь параметров ЛДФ и гуморальных показателей ДЭ, а также их зависимость от стадии ХСН.

Целью исследования явилось изучение возможностей применения метода лазерной допплеровской флоуметрии для оценки степени дисфункции эндотелия у больных с сердечной недостаточностью на фоне ишемической болезни сердца.

Материал и методы

Обследованы 49 человек в возрасте 42– 80 лет. Из них: 19 больных с ИБС (женщин – 5, мужчин – 14), с постинфарктным кардиосклерозом и ХСН ІІА–ІІБ стадии по классификации Василенко–Стражеско (или хронической недостаточностью кровообращения II–IV функционального класса ФК по NYHA), а также 30 практически здоровых лиц (28 мужчин и 2 женщины) в возрасте 20–50 лет (контрольная группа).

Проведено сопоставление данных ультразвукового исследования ЭЗВД и ЭНВД по методике, предложенной D.S. Celermajer (1992) [16] на аппаратах «EnVisor C HD» и «EnVisor HD 11» («Philips MS»), c использованием линейного датчика 3–12 МГц с исследованием базовой и постокклюзионной микроциркуляции на предплечье по показателям ЛДФ [7]. Показатели сосудистой реактивности сопоставляли с лабораторными методами исследования ДЭ: определяли ристомицин-кофакторную активность фактора Виллебранда (ФВ), а также количество циркулирующих или десквамированных эндотелиальных клеток плазмы крови [11].

Оценка состояния МЦР с помощью ЛДФ на аппарате «ЛАКК-01» («Лазма», Россия) по методике A. Stefanovska и соавторов [5, 19] в дополнении В.В. Сидорова [5], с обработкой данных по методу А.В. Танканаг и Н.К. Чемерис [12]. При изучении базального кровотока оценивали тканевую перфузию (показатель микроциркуляции – ПМ). Резервные возможности МЦР оценивали при проведении ОП, во время которой определяли: резервный капиллярный кровоток (РКК), другие показатели (максимальный постокклюзионный кровоток, прирост капиллярного кровотока, время его восстановления после окклюзии ввиду отсутствия четких нормативов и большой вариабельности в нашем исследовании не использовали). Для определения гемодинамического типа микроциркуляции (ГТМ), учитывали ПМ на исходной флуограмме и РКК.

Нормоциркуляторный ГТМ характеризуется исходным ПМ 4,5–6,5 пф. ед., при нормореактивном типе реакции на артериальную окклюзию (РКК 200–300 %). Гиперемический ГТМ характеризуется увеличением притока крови в МЦР с исходной величиной ПМ больше 6,5 пф. ед., при ОП – тип реакции на артериальную окклюзию гиперреактивный (снижение ПМ более чем на 3,2 пф. ед.). РКК всегда снижен менее 200 %. Спастический ГТМ характеризуется снижением притока крови в МЦР за счет спазма прекапиллярных сфинктеров. Исходный ПМ снижен менее 4,5 пф. ед., а при ОП тип кровотока на артериальную окклюзию – ареактивный (снижение ПМ во время окклюзии менее чем на 1,5 пф. ед.); РКК – более 300 %. Застойно-стазический ГТМ отмечается при снижении скорости и стазе кровотока на уровне капиллярного звена, а также на уровне посткапиллярного отдела – венул и посткапилляров. При этом ПМ менее 4,5–6,5 пф. ед., степень снижения ПМ зависит от выраженности явлений стаза крови и реологических нарушений (агрегация форменных элементов, сладж-феномен); РКК – менее 200 %. Тип кровотока на артериальную окклюзию – ареактивный.

Количество циркулирующих эндотелиоцитов (ЦЭ) определяли по методике J. Hladovec [18], Н.Н. Петрищева и соавторов [9], модифицированной В.В. Сиваком и соавторами [11]. Кровь у пациентов и здоровых лиц забирали с утра натощак (при условии воздержания от курения не менее 6 ч) с локтевой вены как для коагулограммы. Подсчет эндотелиоцитов проводили в камере Горяева при микроскопии на фазово-контрастном микроскопе «Pzo» (Польша).

ФВ определяли по методу С.М. Поливоды и соавторов (1999) [10] методом агглютинации в присутствии ристомицина, контроль осуществляли методом иммуноферментного анализа (ИФА) на аппарате «Stat Fax 303».

Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием пакета прикладных программ «Excel 3.0. MS». Для средних величин приведены значения средней арифметической (М) и стандартного отклонения (SD). Для оценки статистической достоверности различий средних величин применяли непараметрические критерии Вилкоксона и Манна–Уитни. Качественные величины сравнивали с помощью одностороннего критерия Фишера. Различия считали достоверными при Р<0,05. Данные приведены в виде М±SD.

Результаты и их обсуждениe

ЭЗВД плечевой артерии в группе больных была достоверно меньше, чем у здоровых: (соответственно (4,04±0,8) и (10,9±1,3) %; P<0,001). Нарушение ЭЗВД (менее 10 %) выявлено у всех 19 пациентов с ХСН. ЭНВД плечевой артерии в группе больных с ИБС была меньше, чем у здоровых: соответственно (12,7±5,4) и (24,3±6,2) % (P=0,052). Согласно результатам предшествующих работ, патологической является величина ЭНВД менее 19 % [6]. У 28 (93 %) лиц контрольной группы наблюдали нормальные показатели ЭНВД, у 18 (94 %) больных с ХСН они были снижены, что соответствует данным литературы [4, 5, 17].

ЛДФ в клинической практике рассматривают как альтернативную методику верификации ДЭ, однако точность методики и значимость отдельных ее показателей изучена недостаточно. В ряде работ [1, 7, 13] показана корреляция между данными ЛДФ и методикой D.S. Celermajer, однако при этом в основном обследовали пациентов с заболеваниями почек, печени, гипертонической болезнью и детей [1, 6, 7, 13]. По результатам ЛДФ в наших исследованиях ПМ был достоверно ниже у пациентов с ИБС ((3,05±1,09) пф. ед.) при сравнении с таковым в контрольной группе ((4,03±1,40) пф. ед.) (P<0,05). В группе больных с ИБС величина РКК была достоверно меньше, чем у здоровых: соответственно (141,4±27) и (285,8±87) % (P<0,05). При определении гемодинамического типа циркуляции нормоциркуляторный ГТМ отмечен у 27 из 30 здоровых лиц. Нормоциркуляторный ГТМ отмечен у 2 больных с ИБС, гиперемический – у 3, спастический – у 2, застойно-стазический – у 12. Выявлена достоверная связь величин ЭЗВД и РКК в контрольной группе, в группе больных с ИБС и в целом у всех обследованных (соответственно r=0,53, p<0,001; r=0,59, p<0,01; r=0,57, p<0,05). При использовании показателя ЭЗВД более 10 % в качестве критерия нормальной эндотелиальной функции по данным ЛДФ нормальную величину РКК (РКК более 200 %) регистрировали у 27 из 30 здоровых лиц (специфичность 90 %). Из 19 пациентов с ЭЗВД менее 10 % (группа ХСН) по данным ЛДФ нарушение функции эндотелия по данным РКК выявили у 14 (чувствительность 73 %). Что касается корреляции величин РКК и ЭНВД, то обнаружено только тенденцию к такой зависимости.

Впервые представление о ФВ как о маркере повреждения эндотелия сформулировали в 1975 г. B. Boneu и соавторы [9, 15]. У пациентов с периферическим атеросклерозом отмечали повышенный уровень ФВ и степень повышения коррелировала с распространенностью сосудистого поражения. Кроме того, ФВ является белком острой фазы воспаления. Важными гуморальными маркерами ДЭ при разных заболеваниях, наряду с ФВ, являются повышение уровня тромбоксана А, фибронектина, тромбомодулина, ингибиторов активатора плазминогена, а также количество десквамированных или циркулирующих эндотелиоцитов в плазме крови. Впервые повышение ЦЭ у больных с нестабильной стенокардией и острым инфарктом миокарда отмечали J. Hladovec и соавторы в 1978 [18]. В то же время, повышенное количество ЦЭ коррелирует со степенью эндотелиальной травмы при васкулитах [19]. Поэтому актуальным остается вопрос о роли ЦЭ и ФВ как маркеров неблагоприятного прогноза ДЭ при ХСН у пациентов с ИБС.

Согласно полученным нами результатам уровень ФВ в плазме крови у пациентов с ХСН был достоверно выше, чем в контрольной группе (соответственно (191,4±37,1) и (105,2±19,4) %, P<0,001), что соответствует данным литературы [9]. При этом повышение уровня ФВ (более 150 %) отмечено у всех пациентов с ХСН и у 2 (7 %) из 30 лиц контрольной группы. Обнаружена отрицательная корреляционная связь между показателями РКК и ФВ в группе пациентов с ХСН (r=-0,49; p<0,01). Это может свидетельствовать о зависимости между количеством ФВ в крови и уменьшением вазомоторной активности эндотелия в группе пациентов с ИБС и ХСН, что соответствует данным литературы [14, 17].

Количество ЦЭ у пациентов с ХСН было достоверно выше и составляло (7,9±2,2)ґ104/л, у здоровых лиц – (5,10±2,02)ґ104/л (р<0,05). Повышение количества ЦЭ наблюдали у 15 (78 %) больных с ХСН и у 5 (16 %) лиц контрольной группы. Обнаружена положительная корреляционная связь между уровнем ФВ и значением ЦЭ в группе больных с ХСН (r=0,65; p<0,05).

Нами выявлена зависимость между выраженностью изменений изучаемых показателей ДЭ и тяжестью ХСН.

Полученные нами данные лабораторных и инструментальных исследований о наличии и выраженности ДЭ совпадают с имеющимися данными литературы и дополняют их. В настоящее время ДЭ рассматривается не только как составная часть патологического процесса, но и как первичный пусковой механизм развития многих заболеваний, отягощающий их дальнейшее течение, является независимым фактором риска развития ХСН при ИБС [8, 14–16]. ДЭ проявляется в нарушении регуляции тонуса сосудов (вазодилатация/вазоконстрикция), анатомического строения сосудов (ремоделирование/ингибирование факторов пролиферации), гемостатической функции (синтез и ингибирование факторов фибринолиза и агрегации тромбоцитов) и местного воспаления (выработка про- и противовоспалительных факторов) [8, 11]. При ХСН в ряде экспериментальных и клинических исследований выявлено снижение синтеза NO, уровня простациклина, повышение эндотелина-1, супероксиданиона, С-реактивного белка, интерлейкина-6, фибриногена, ФВ и адгезивных молекул [8, 13, 14]. Наши исследования свидетельствуют о наличии зависимости между стадией сердечной недостаточности и выраженностью ДЭ.

Выводы

1. Метод лазерной допплеровской флоуметрии с использованием реактивной постокклюзионной гиперемии может быть использован у больных с хронической сердечной недостаточностью на фоне ишемической болезни сердца для определения выраженности нарушений микроциркуляции и вазомоторной функции эндотелия.

2. Величина показателя резервного капиллярного кровотока по данным лазерной допплеровской флоуметрии коррелирует со степенью эндотелиальной травмы по гематологическим показателям (уровень фактора Виллебранда и циркулирующих эндотелиоцитов).

3. Существует зависимость между стадией хронической сердечной недостаточности и выраженностью изменений показателей дисфункции эндотелия у больных с ишемической болезнью сердца.

Литература

1. Березенко В.С. та ін. Функціональний стан ендотелію та системи L-аргінін NO у дітей з хронічними гепатитами // Перинатология и педиатрия. – 2006. – № 3 (27). – С. 102-105.

2. Динник О.Б., Мишанич О.М. Площинно-напрямний пристрій для фіксації ультразвукового датчика при дослідженні ендотеліальної дисфункції // Патент № 200604316 U19926 (Україна) МПК А61B 8/00. Бюл. №1. – 4 с.

3. Динник О.Б. та ін. Спосіб обробки ультразвукових зображень в допплерівському режимі для дослідження ендотеліальної дисфункції // Патент № 200604317 U 19927 (Україна) МПК А 61B 8/00. Бюл. №1. – 4 с.

4. Илюхин О.В. и др. Скорость распространения пульсовой волны в оценке эндотелиальной дисфункции у больных с хронической сердечной недостаточностью ишемической этиологии // Сердечная недостаточность. – 2005. – Т. 6. – № 1. – С. 20-23.

5. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: Руководство для врачей / Под ред. А.И. Крупаткина, В.В. Сидорова. – М.: Медицина, 2005. – 256 с.

6. Лутай М.И., Слободской В.А. Улучшение функции эндотелия сосудов у больного со стабильной стенокардией напряжения под влиянием длительного лечения периндоприлом // Укр. кардіол. журн. – 2005. – № 2. – С. 30-32.

7. Меншутина М.А. и др. Эндотелиальная дисфункция у больных с хронической болезнью почек // Нефрология. – 2004. – Т. 8. – Приложение 2. – С. 75-78.

8. Микроциркуляция в кардиологии / Под ред. В.И. Маколкина. – М.: Визарт, 2004. – 135 с.

9. Петрищев Н.Н. и др. Диагностическая ценность определения десквамированных эндотелиальных клеток в крови // Клиническая лабораторная диагностика. – 2001. – № 1 – С. 50-52.

10. Полівода С.М. та ін. Спосіб визначення фактора Віллебранда. Патент № 99094907 (Україна) 35204 А МПК 6 G0133/00. Бюл. №2. – 4 с.

11. Сівак В.В. та ін. Спосіб визначення вільноциркулюючих ендотеліальних клітин в крові. Патент № и 2007 02080 (Україна) 25012 U МПК G01N33/55. Бюл. №11. – 2 с.

12. Танканаг А.В., Чемерис Н.К. Применение вейвлет-преобразования для анализа ЛДФ-грамм // Материал. 4 Всеросс. симпозиума, 14–16 мая 2002 года. Применение ЛДФ в медицинской практике. – Пущино, 2002. – С. 28-38.

13. Тарасюк Б.А. та ін. Сучасні інструментальні методи дослідження серцево-судинної та гепатобіліарної систем у дітей з вродженими та набутими захворюваннями сполучної тканини: Метод. рекомендації // НДІ ПАГ АМНУ, Київ. – 2007. – 30 с.

14. Физиология и патофизиология эндотелия. Дисфункция эндотелия. Причины, механизмы. Фармакологическая коррекция // Под ред. Н.Н. Петрищева. – СПб: СПб ГМУ. – 2003. – С. 34-38.

15. Яковлев В.М., Новиков А.И. Сосудистый эндотелий и хламидийная инфекция. – М.: Медицина, 2000. – 172 с.

16. Celermajer D.S. et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis // Lancet. – 1992. – Vol. 340. – P. 1111-1115.

17. Ferrari R. et al. The neuroendocrine and sympathetic nervous system in congestive heart failure // Eur. Heart J. – 1998. – Vol. 19 (Suppl.). – Р. 45-51.

18. Hladovec J. Circulating endothelial cells as a sign of vessel wall lesions // Phisiol. Bohemoslov. – 1978. – Vol. 27. – P. 140-144.

19. Kvernmo H.D. Oscillation in the human cutaneous blood perfusion signal modified by endothelium-independent vasodilatators // Microvasc. Res. – 1999. – Vol. 57, № 3. – Р. 298.