СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭДОТЕЛИАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ

Изобретение относится к области медицины, а именно кардиологии, и может использоваться для оценки эндотелиальной функции (ЭФ).

Актуальность изучения различных аспектов эндотелиальной дисфункции (ЭД) не вызывает сомнений. ЭД рассматривается в настоящее время как один из основных патогенетических механизмов развития и прогрессирования сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [1].

Поскольку целостность эндотелия и его нормальное функционирование являются залогом адекватной реакции организма на различные стрессовые воздействия, возникает необходимость своевременного выявления ранних, доклинических признаков ЭД, поиск способов целенаправленной ее коррекции и контроля адекватности проводимого лечения с целью профилактики сердечно-сосудистых проблем [4].

Впервые о самостоятельной роли сосудистого эндотелия в регуляции сосудистого тонуса было заявлено в статье Furchgott и Zawadzki, опубликованной в журнале «Nature» в 1980 г. [6]. Авторы обнаружили способность изолированной артерии к самостоятельному изменению своего мышечного тонуса в ответ на ацетилхолин без участия центральных (нейрогуморальных) механизмов.

В наши дни наиболее широко используемым инструментальным методом оценки ЭФ является изучение поток-зависимой вазодилатации (ПЗВД) плечевой артерии в пробе с постокклюзионной реактивной гиперемией с помощью ультразвука высокого разрешения по Celermajer D.S. (1992) [5]. Оценку состояния вазомоторной функции эндотелия проводят по показателю ПЗВД, рассчитываемому по формуле: ПЗВД=[(Д реакт.гип. - Д исх.) / Д исх]×100%, где ПЗВД - поток-зависимая вазодилатация, Д реакт.гип. - диаметр плечевой артерии через 60-90 с после декомпрессии манжеты, Д исх. - исходный диаметр плечевой артерии. Указанный метод имеет определенные ограничения: обучение высококвалифицированных специалистов, большая трудоемкость и затратность, необходимость дорогостоящей У3-аппаратуры экспертного класса, что делает возможным использование способа лишь в исследовательских целях в условиях крупных научных центров [7].

Известен способ оценки ЭФ при реографии плеча в пробе с реактивной постокклюзионной гиперемией [2, 3]. Электроды от реографа и окклюзионную манжету накладывают на плечо. Проводят реографию плеча в исходном состоянии и в периоде постокклюзионной реактивной гиперемии (ПРГ), создаваемой нагнетанием воздуха в окклюзионную манжету до давления, превышающего систолическое артериальное давление на 50 мм рт.ст. В качестве критерия оценки ЭФ используют показатель относительного изменения максимальной объемной скорости кровенаполнения (Δdz/dt), рассчитываемый по формуле: Δdz/dt=((dz/dt 1′-dz/dt исх.)/dz/dt исх.)×100%, где dz/dt исх. и dz/dt 1′ - максимальная объемная скорость кровенаполнения в состоянии покоя и через минуту после декомпрессии соответственно. При значении Δdz/dt≥12% считают, что ЭФ не нарушена, от -2% до 12% -умеренно выраженное нарушение ВФЭ; от -2% до -15% - выраженное нарушение ВФЭ и Δdz/dt<-15% - резко выраженное нарушение ЭФ [2, 3]. Однако авторы не объясняют в связи с чем выбраны именно эти критерии оценки ЭФ. Кроме того, суть данного способа в оценке амплитуды так называемой систолической волны, что является заблуждением, так как анакрота представляет собой часть диастолы, а катакрота - часть систолы изучаемого сегмента сосудистого русла системного круга кровообращения, вследствие чего на амплитуду систолической волны будет влиять не только функционирование эндотелия, но и степень жесткости артериальной стенки, нейрогуморальные связи, гомеостаз и состояние соединительно-тканного каркаса сосудов в области исследования. Все вышеперечисленное не позволяет достоверно оценить ЭФ при использовании прототипа.

Цель изобретения: создание способа оценки ЭФ, доступного для широкого применения, с разработанными четкими диагностическими критериями дисфункции эндотелия.

Цель достигается разработкой метода, в котором в качестве объекта исследования используют верхнюю конечность, выполняя компьютерную реографию которой, делят сосудистый цикл на 2 периода, периоды подразделяют на 7 фаз, анализ эндотелиальной функции проводят только в фазу сосудистого цикла, деятельность которой обеспечивается сокращением мышечных элементов медии: фазу мышечного компонента оттока (МКО); рассчитывают градиент сосудистого сопротивления (ГСС) по формуле: ГСС=(Δv_M/Δv₀-1)×100%, где Δv₀ - исходное значение средней скорости изменения электропроводности, Δv_M - значение средней скорости изменения электропроводности на 60 секунде реактивной гиперемии; Δv₀ и Δv_M определяют при выполнении компьютерной реографии; при значении ГСС в фазу мышечного компонента оттока ≥50% диагностируют нормальную функцию эндотелия, при значении ГСС<50% диагностируют ЭФ.

Результатом использования данного способа исследования ЭФ является получение четких критериев ЭД у больных с ранними ее проявлениями. Введен новый показатель ЭФ - ГСС, который позволяет по специально разработанной формуле рассчитать относительные изменения сопротивления сегмента верхней конечности в фазы, деятельность которых обеспечивается сокращением гладких миоцитов медии, что наиболее точно отражает функцию эндотелия и его влияние на динамику тонуса сосудов. Данные критерии нарушения ЭФ получены в результате обследования 130 человек. Были вычислены медианы изменения средней скорости изменения сопротивления до и после выполнения пробы с созданием постокклюзионной реактивной гиперемии по данным компьютерной реографии. Способ апробирован у лиц мужского и женского пола различных возрастов и на разных этапах оказания медицинской помощи, что позволяет использовать его широко как скрининговый метод, в том числе для диагностики ранних нарушений ЭФ еще на стадии становления факторов риска ССЗ.

Способ оценки ЭФ включает регистрацию реограммы верхней конечности в исходном состоянии и после выполнения пробы с созданием постокклюзионной реактивной гиперемии, осуществляемой нагнетанием воздуха в манжету на 3 мин до давления, превышающего систолическое артериальное давление на 50 мм рт.ст., с последующей декомпрессией. В качестве инструментального метода используют компьютерную реографию верхней конечности, с помощью которой делят сосудистый цикл на 2 периода, периоды подразделяют на 7 фаз, анализ эндотелиальной функции проводят только в фазу сосудистого цикла, деятельность которой обеспечивается сокращением мышечных элементов медии: фазу мышечного компонента оттока; рассчитывают градиент сосудистого сопротивления (ГСС) по формуле: ГСС=(Δv_M/Δv₀-1)×100%, где Δv₀ - исходное значение средней скорости изменения сопротивления, Δv_M - значение средней скорости изменения сопротивления на 60 секунде реактивной гиперемии; Δv₀ и Δv_M определяют при выполнении компьютерной реографии; при значении ГСС в фазу мышечного компонента оттока ≥50% диагностируют нормальную эндотелиальную функцию, при значении ГСС<50% диагностируют эндотелиальную дисфункцию.

Способ оценки эндотелиальной функции реализуют следующим образом.

Подготовка к исследованию:

Утром натощак исключают физические и психоэмоциональные нагрузки и курение за 6 часов до исследования, отменяют по возможности прием вазоактивных препаратов за 24 часа до исследования.

Алгоритм проведения исследования:

Исследования проводят в экранированной кабине с постоянной температурой окружающего воздуха 22-24°С. После отдыха в течение 10 минут в комфортных условиях испытуемого укладывают на кушетку на спину. На левую руку на область запястья и в верхней трети плеча накладывают электроды на расстоянии 400 мм друг от друга, чтобы минимизировать погрешности при измерениях у людей с различными антропометрическими данными. На правую руку накладывают манжету от аппарата для измерения АД. На уровне средней трети предплечья справа накладывают окклюзионную манжету. Проводят регистрацию исходной компьютерной реографии левой верхней конечности; сосудистый цикл по данным компьютерной реографии делят на 2 периода, периоды подразделяют на 7 фаз, анализ ЭФ проводят только в фазу сосудистого цикла, которая обеспечивается сокращением мышечных элементов медии - МКО. Оценку ЭФ проводят по динамике изменения средней скорости изменения сопротивления, которую рассчитывают в ходе выполнения компьютерной реографии. Выполняют пробу с созданием постокклюзионной реактивной гиперемии. В окклюзионную манжету на 3 минуты нагнетают давление на 50 мм рт.ст., превышающее систолическое АД. В течение 3 минут окклюзии проводят контроль уровня АД исследуемого (3 измерения). После быстрой декомпрессии непрерывно в течение 3 минут продолжают регистрацию сфигмограммы и контролируют уровень АД (3 измерения). С целью унификации методики исследования рассчитывают градиент сосудистого сопротивления (ГСС) - изменение электропроводности тканей исследуемой конечности по формуле: ГСС=(Δv_M/Δv₀-1)×100%, где Δv₀ - исходное значение средней скорости изменения электропроводности, Δv_M - значение средней скорости изменения электропроводности на 60 секунде реактивной гиперемии. При значении ГСС в фазу МКО≥50% диагностируют нормальную ЭФ, при значении ГСР<50% диагностируют нарушение ЭФ.

Способ оценки ЭФ при помощи компьютерной реографии иллюстрируется клиническими примерами:

Пример 1. Обследован пациент А. 20 лет с потенциально нормальной ЭФ - здоровый человек без факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Пациенту проведена регистрация реограммы верхней конечности в покое и после проведения пробы с созданием постокклюзионной реактивной гиперемии. Выделены 2 периода сосудистого цикла большого круга кровообращения, периоды подразделены на 7 фаз. В результате применения нового способа оценки ЭФ были получены показатели средней скорости изменения электропроводности, отражающие состояние эндотелия в фазу МКО: Δv₀=1,65 Ом^-1 сек, Δv_M=2,83 Ом^-1 сек. Таким образом, по предложенной нами формуле ГСС=(2,83 Ом^-1/сек/1,65 Ом^-1/сек-1)*100%=72%, что соответствует нормальной ЭФ по данным критериев, которые получены нами в ходе выработки нормативных показателей для диагностики ЭД. Следовательно, у обследованного здорового человека мы наблюдаем нормальные показатели ЭФ в исследуемую фазу сосудистого цикла.

Пример 2. Обследован пациент С, 21 года с СД 1 типа без факторов риска ССЗ, клинических и инструментальных проявлений ангиопатий. Пациенту проведена регистрация реограммы верхней конечности в покое и после проведения манжеточной пробы. На второй производной реовазограммы выделены 2 периода сосудистого цикла большого круга кровообращения, периоды подразделены на 7 фаз. В результате применения нового способа оценки ЭФ были получены показатели средней скорости изменения электропроводности, отражающие состояние эндотелия в фазу МКО: Δv₀=3,26 Ом^-1/сек, Δv_M=3,38 Ом^-1/сек, в результате подстановки данных в формулу получаем: ГСС=(3,38 Ом^-1/сек/3,26 Ом^-1/сек-1)*100%=4%, что ниже нормы и свидетельствует о нарушении ЭФ вследствие недостаточной вазодилатации при создании условий для реактивной гиперемии. Таким образом, при СД 1 типа мы констатируем нарушение функции эндотелия еще на этапе отсутствия выраженных изменений функции ССС и доклинических проявлений ангиопатий.

Пример 3. Обследован пациент Г., 46 лет с СД 2 типа без сопутствующих ССЗ, факторов риска и клинических и инструментальных проявлений ангиопатий. Пациенту проведена регистрация реограммы верхней конечности в покое и после проведения пробы с созданием постокклюзионной реактивной гиперемии. Выделены 2 периода сосудистого цикла большого круга кровообращения, периоды подразделены на 7 фаз. Анализ показателей биомеханики проведен в фазу МКО, получены следующие результаты: Δv₀=3,93 Ом^-1/сек, Δv_M=3,17 Ом^-1/сек, таким образом, ГСС=(3,17 Ом^-1/сек/3,93*10^-5 Ом^-1/сек-1)*100%=-19%, что гораздо ниже нормы и свидетельствует о выраженном нарушении ЭФ. Причем степень нарушений у обследованного пациента такова, что мы констатируем патологическую вазоконстрикцию, вместо положенной вазодилатации.

Разработанный нами способ выявления нарушения ЭФ по данным реографии верхней конечности показал достаточную для скринингового метода точность при обследовании больных с наиболее распространенной патологией эндокринной системы - СД и вместе с тем одного из значимых факторов риска развития ССЗ. Возможности нового метода продемонстрированы у пациентов с СД 1 типа и у пациентов с СД 2 типа без сопутствующих ангиопатий, что дает в будущем возможность раннего выявления нарушения ЭФ с последующей ее коррекцией.

Потенциально это открывает новые возможности для обследования пациентов кардиологического и эндокринологического профиля и выявления нарушений ЭФ в лечебных учреждениях, в том числе и на уровне первичного звена здравоохранения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Агеев Ф.Т., Фомин И.В., Мареев В.Ю. и др. Распространенность хронической сердечной недостаточности в Европейской части Российской Федерации - данные ЭПОХА-ХСН. Журнал Сердечная Недостаточность. 2006; 7 (1): 112-115.

2. Воробьев А.П., Фролов А.В., Мельникова О.П. Компьютерный реограф «Импекард-М». Методика применения / Методическое руководство, - Минск, 2007. - 52 с.

3. Небиеридзе Д.В. Клиническое значение дисфункции эндотелия при артериальной гипертонии // Системные гипертензии. Consilium Medicum, 2005. - 07 (1).

4. Петрищев Н.Н., Власов Т.Д. Физиология и патофизиология эндотелия /Дисфункция эндотелия. Причины, механизмы. Фармакологическая коррекция / Под ред. Н.Н. Петрищева. Санкт-Петербург: Издательство СПбГМУ, 2003 - С. 4-38.

5. Celermajer D.S., Sorensen К.Е., Gooch V.M. et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis // Lancet. - 1994. - №340. - P. 1111-1115.

6. Furchgott R.F. The obligatory role of the endothelial cells in relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine / R.F. Furchgott, J.V. Zawadzki // Nature. - 1980. - Vol. 288. - P. 373-376.

7. Widlansky M.E., Gokce N., Keaney J.F. et al. The clinical implications of endothelial dysfunction // J. Am. Coll. Cardiol., 2003. - Vol. 42. - P. 1149-1160.