СПОСОБ ОЦЕНКИ ВАЗОМОТОРНОЙ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ

Изобретение относится к области медицины, а именно кардиологии, и может использоваться в оценке вазомоторной функции эндотелия (ВФЭ).

В настоящее время в кардиологии предложена концепция единого сердечно-сосудистого континуума, суть которой состоит в непрерывном развитии сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) с формированием хронической сердечной недостаточности от момента возникновения факторов риска [1]. Необходимыми составляющими континуума являются нарушение функционирования эндотелиальной системы и процессы сердечно-сосудистого ремоделирования [2].

Под эндотелиальной дисфункцией (ЭД) понимают дисбаланс эндотелиальных факторов, регулирующих процессы гемостаза, пролиферации и сосудистый тонус [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 ССЗ [1, 2, 7].

В этой связи необходимы разработка, стандартизация, внедрение и рутинное применение методик диагностики ЭД, в первую очередь неинвазивных и доступных [3,7].

В настоящее время наиболее широко используемым инструментальным методом оценки ВФЭ является изучение поток-зависимой дилатации плечевой артерии в пробе с постокклюзионной реактивной гиперемией с помощью ультразвука высокого разрешения по Celermajer D.S.(1992) [5]. В основе способа - механочувствительность эндотелия, возникающая в результате напряжения сдвига, в норме вызывающая расширение артерии при повышении в ней скорости тока крови и механической деформации эндотелиоцитов [4, 6]. При помощи ультразвукового сосудистого датчика визуализируется плечевая артерия с кровотоком в ней в исходном состоянии и во время реактивной гиперемии, создаваемой резкой декомпрессией манжеты, наложенной на плечо или предплечье на 5 минут с давлением, превышающим систолическое АД на 50 мм рт.ст. Оценку состояния вазомоторной функции эндотелия проводят по показателю поток-зависимой вазодилатации, 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.

Проводится оценка диаметра артерии по видеозаписи исследования, используя прямой метод измерения с помощью ультразвуковых курсоров. Один ультразвуковой курсор устанавливают на границу раздела «адвентиция-медиа» передней стенки артерии, другой - на границу раздела «медиа-адвентиция» дальней стенки артерии. Эндотелий-зависимая дилатация плечевой артерии в норме составляет от 6% до 10% [5, 7]. При ЭД у больных ССЗ наблюдается недостаточное расширение сосуда или даже его спазм.

Данный способ взят за прототип. Указанный метод имеет определенные ограничения: обучение высококвалифицированных специалистов, большая трудоемкость и затратность, необходимость дорогостоящей УЗ-аппаратуры экспертного класса, что делает возможным использование способа лишь в исследовательских целях в условиях крупных научных центров [1, 3, 7].

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

Цель достигается разработкой метода, в котором в качестве объекта исследования используют a.ulnaris, выполняя компьютерную сфигмографию которой делят артериальный цикл на 2 периода, каждый период подразделяют на 8 фаз, анализ вазомоторной функции эндотелия проводят только в 3 фазы артериального цикла, которые обеспечиваются сокращением мышечных элементов медии: фазу мышечного компонента оттока, окклюзии проксимального оттока артерии I и II; рассчитывают градиент сосудистой реактивности (ГСР) по формуле ГСР=(Δv_M60/Δv₀-1)×100%, где Δv₀ - исходное значение средней скорости перемещения артериальной стенки, Δv_M60 - значение средней скорости перемещения артериальной стенки на 60 секунде реактивной гиперемии; Δv₀ и Δv_M60 определяют при выполнении компьютерной сфигмографии; при значении ГСР в фазу мышечного компонента оттока≤-29% диагностируют нормальную вазомоторную функцию эндотелия, при значении ГСР>-29% диагностируют эндотелиальную дисфункцию; в фазу окклюзии проксимального отдела артерии I при значении ГСР≤-31% диагностируют нормальную вазомоторную функцию эндотелия, при значении ГСР>-31% диагностируют нарушение функции эндотелия; в фазу окклюзии проксимального отдела артерии II при значении ГСР≤-32% диагностируют нормальную вазомоторную функцию эндотелия, при значении ГСР>-32% диагностируют дисфункцию эндотелия.

Результатом использования данного способа исследования ВФЭ является получение четких критериев ЭД у больных с ранними ее проявлениями. Введен новый показатель ВФЭ - ГСР, который позволяет по специально разработанной формуле рассчитать относительные изменения биомеханики a.ulnaris 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 ВФЭ получены в результате обследования 130 человек. Были вычислены медианы изменения средней скорости перемещения артериальной стенки до и после выполнение пробы с созданием постокклюзионной реактивной гиперемии по данным компьютерной сфигмографии. 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 ВФЭ еще на стадии становления факторов риска ССЗ.

Способ оценки вазомоторной функции эндотелия включает регистрацию сфигмограммы a.ulnaris в исходном состоянии и после выполнение 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. Рассчитывают градиент сосудистой реактивности (ГСР) по формуле ГСР=(Δv_M60/Δv₀-1)×100%, где Δv₀ - исходное значение средней скорости перемещения артериальной стенки, Δv_M60 - значение средней скорости перемещения артериальной стенки на 60 секунде реактивной гиперемии; при значении ГСР≤-29% в фазу мышечного компонента оттока диагностируют нормальную вазомоторную функцию эндотелия, при значении ГСР>-29%) диагностируют эндотелиальную дисфункцию; в фазу окклюзии проксимального отдела артерии I при значении ГСР≤-31% диагностируют нормальную вазомоторную функцию эндотелия, при значении ГСР>-31% диагностируют нарушение функции эндотелия; в фазу окклюзии проксимального отдела артерии II при значении ГСР≤-32% диагностируют нормальную вазомоторную функцию эндотелия, при значении ГСР>-32% диагностируют дисфункцию эндотелия.

Способ оценки вазомоторной функции эндотелия 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°C. После отдыха в течение 10 минут в комфортных условиях испытуемого укладывают на кушетку на спину. Регистрация сфигмограмм (СГ) осуществляют по стандартной традиционной методике на поликардиографе «Элон-2», укомплектованном тензометрическим датчиком. Воронку тензометрического датчика устанавливают у нижнемедиального края локтевой ямки на область проекции локтевой артерии; артериальный цикл по данным компьютерной сфигмографии делят на 2 периода, каждый период подразделяют на 8 фаз, анализ ВФЭ проводят только в 3 фазы артериального цикла, которые обеспечиваются сокращением мышечных элементов медии: фазу мышечного компонента оттока (МКО), фазы окклюзии проксимального оттока артерии I и II (ОПОА I и ОПОА II). Оценку ВФЭ проводят по динамике изменения средней скорости перемещения артериальной стенки, которую рассчитывают в ходе выполнения компьютерной сфигмографии. На уровне средней трети плеча слева накладывают окклюзионную манжету. Проводят регистрацию исходной сфигмограммы локтевой артерии в течение 3 минут и измеряют исходный уровень АД (3 измерения). 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 сосудистой реактивности (ГСР) - относительный прирост средней скорости перемещения артериальной стенки локтевой артерии по формуле ГСР=(Δv_M60/Δv₀-1)×100%, где Δv₀ - исходное значение средней скорости перемещения артериальной стенки, Δv_M60 - значение средней скорости перемещения артериальной стенки на 60 секунде реактивной гиперемии. При значении ГСР в фазу МКО≤-29% диагностируют нормальную ВФЭ, при значении ГСР>-29% диагностируют нарушение ВФЭ; в фазу ОПОА I при значении ГСР≤-31% диагностируют нормальную ВФЭ, при значении ГСР>-31% диагностируют нарушение ВФЭ; в фазу ОПОА II при значении ГСР≤-32% диагностируют нормальную ВФЭ, при значении ГСР>-32% диагностируют нарушение ВФЭ.

Способ оценки вазомоторной функции эндотелия при помощи компьютерной сфигмографии иллюстрируется клиническими примерами:

Пример 1. Обследован пациент К., 20 лет с потенциально нормальной ВФЭ - здоровый человек без факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Пациенту проведена регистрация сфигмограмм a.ulnaris в покое и после проведения пробы с созданием постокклюзионной реактивной гиперемии. В результате применения нового способа оценки ВФЭ были получены показатели средней скорости перемещения артериальной стенки, отражающие состояние эндотелия. В фазу МКО: Δv₀=8,86*10^-5 Па/сек, Δv_M60=6,18*10^-5 Па/сек. Таким образом, по предложенной нами формуле ГСР=(6,18*10^-5 Па/сек/8,86*10^-5 Па/сек - 1)*100%=-30%, что соответствует нормальной ВФЭ по данным критериев, которые получены нами в ходе выработки нормативных показателей для диагностики ЭД. В фазу ОПОА I: Δv₀=2,4*10^-5 Па/сек, Δv_M60=1,4*10^-5 Па/сек. При расчете ГСР получаем ГСР=(1,4*10^-5 Па/сек/2,4*10^-5 Па/сек-1)*100%=-42%, что также соответствует норме. В фазу ОПОА II: Δv₀-1,59*10^-5 Па/сек, Δv_M60=0,77*10^-5 Па/сек. При расчете ГСР имеем ГСР=(0,77*10^-5 Па/сек/1,59*10^-5 Па/сек-1)*100%=-52%, что соответствует показателям нормальной ВФЭ. Следовательно, у обследованного здорового человека мы наблюдаем нормальные показатели ВФЭ в каждую из исследуемых фаз артериального цикла a.ulnaris.

Пример 2. Обследован пациент У., 25 лет с СД 1 типа без факторов риска ССЗ, клинических и инструментальных проявлений ангиопатий. Пациенту проведена регистрация сфигмограмм a.ulnaris в покое и после проведения манжеточной пробы. В результате применения нового способа оценки ВФЭ были получены показатели средней скорости перемещения артериальной стенки, отражающие состояние эндотелия. В фазу МКО: Δv₀=7,84*10^-5 Па/сек, Δv_M60=5,67*10^-5 Па/сек, в результате подстановки данных в формулу получаем ГСР=(5,67*10^-5 Па/сек/7,84*10^-5 Па/сек-1)*100%=-28%, что выше нормы и свидетельствует о нарушении ВФЭ. В фазу ОПОА I: Δv₀=2,29*10^-5 Па/сек, Δv_M60=2,45*10^-5 Па/сек, в результате введения результатов в формулу получаем (ГСР=2,45*10^-5 Па/сек / 2,29*10^-5 Па/сек-1)*100%=7%, что значительно выше нормы, кроме того, вместо вазодилатации, наблюдаемой в норме, мы получаем ваконстрикцию, что свидетельствует у данного пациента о выраженном нарушении ВФЭ - формировании грубой ЭД. В фазу ОПОА II: Δv₀=7,84*10^-5 Па/сек, Δv_M60=5,67*10^-5 Па/сек, подставив данные в формулу, получим (5,67*10^-5 Па/сек / Δv₀=7,84*10^-5 Па/сек-1)*100%=-30%, что также выше нормы и выражает нарушение ВФЭ у данного пациента. 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. Был обследован пациент Г., 45 лет с СД 2 типа без сопутствующих ССЗ, факторов риска и клинических и инструментальных проявлений ангиопатий. Пациенту проведена регистрация сфигмограмм a.ulnaris в покое и после проведения пробы с созданием постокклюзионной реактивной гиперемии. В фазу МКО получены следующие результаты: Δv₀=5,24*10^-5 Па/сек, Δv_M60=4,48*10^-5 Па/сек, таким образом, ГСР=(4,48*10^-5 Па/сек / 5,24*10^-5 Па/сек-1)*100%=-15%, что выше нормы и свидетельствует о нарушении ВФЭ. В фазу ОПОА I выявлены следующие результаты: Δv₀=2,67*10^-5 Па/сек, Δv_M60=2,25*10^-5 Па/сек, ГСР=(2,25*10^-5 Па/сек / 2,67*10^-5 Па/сек-1)*100%=-16%, что также выше нормы. В фазу ОПОА I обнаружены следующие результаты: Δv₀=2,43*10^-5 Па/сек, Δv_M60=1,44*10^-5 Па/сек, ГСР=(1,44*10^-5 Па/сек / 2,43*10^-5 Па/сек-1)*100%=-41%, что укладывается в диапазон референтных значений данного показателя. Однако, учитывая факт нарушений ВФЭ в двух фазах из трех, исследованных нами, можно сделать вывод о том, что у данного пациента с СД 2 типа имеются признаки ЭД.

Разработанный нами способ выявления нарушения ВФЭ при сфигмографии a.ulnaris 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 сердечно-сосудистых заболеваний. Возможности нового метода продемонстрированы у молодых пациентов с СД 1 типа и у пациентов с СД 2 типа без сопутствующих ангиопатий, что дает в будущем возможность раннего выявления нарушения ВФЭ с последующей возможной ее коррекцией.

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

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Беленков Ю.Н., Мареев В.Ю., Агеев Ф.Т. Эндотелиальная дисфункция при сердечной недостаточности: возможности терапии ингибиторами ангиотензин-превращающего фермента// Кардиология, 2001. - Т. 41. №5. - С. 100-104.

2. Задионченко B.C., Адашева Т.В., Сандомирская А.Г. Дисфункция эндотелия и артериальная гипертония: терапевтические возможности // Русский Медицинский Журнал, 2002. - №1. - С. 11-16.

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. Luscher T.F., Barton M. Biology of the endothelium // Clin. Cardiol. - 1997. - Vol.20(11) S II. -P.3-10.

7. Smiesko V., Kozik J., Dolizel S. The control of arterial diameter by blood flow velocity is depended upon intact endothelium // Physiol. Bohemoslov. - 1983. - Vol.32. - P. 558-580.