Динамика функциональной активности микрососудистого эндотелия в процессе острого фармакологического теста препаратом Актовегин
СтатьиОпубликовано в журнале:
«CONSILIUM MEDICUM», ТОМ 12, № 2, 2010, с. 36-45
А.А.Федорович, А.Н.Рогоза, Е.М.Канищева, С.А.Бойцов
ФГУ Российский кардиологический научно-производственный комплекс, Москва
Эндотелий представляет собой внутреннюю выстилку всех отделов сердечно-сосудистой системы (ССС), включая камеры сердца, магистральные артериальные и венозные сосуды, а на уровне микроциркуляторного русла (МЦР) эндотелиоциты являются практически единственным структурным компонентом сосудистой стенки капилляров и посткапиллярных безмышечных венул. Общее количество эндотелиальных клеток в организме взрослого человека составляет порядка 1-6×1013 клеток общей площадью около 1000 м2, а суммарная масса достигает 1,5 кг, что сопоставимо с массой печени [1–3]. Эндотелиоциты являются единственным видом клеток в организме, которые непосредственно контактируют с кровью. Осуществляя разграничительную функцию между кровью и тканями, эндотелий является аутокринным, паракринным и эндокринным органом, выполняя большое количество важнейших функций, которые включают регуляцию тонуса сосудов, адгезию лейкоцитов и тромбоцитов, регуляцию гематокоагуляционных свойств крови, процессов ангиогенеза и одну из важнейших функций ССС – обменную.
Нарушение функции эндотелия является одним из универсальных механизмов патогенеза подавляющего большинства заболеваний органов ССС, что и определяет повышенный интерес к данной проблеме со стороны специалистов разных медицинских специальностей в последние десятилетия.
Существует большое количество разных лабораторных и инструментальных методов оценки функции эндотелия. Лабораторные методы определяют маркеры эндотелия, изменение концентрации которых в крови является признаком нарушения их функции [3–7]. Инструментальные методы направлены на оценку вазомоторной функции эндотелия (ВФЭ) в различных сосудистых бассейнах (коронарное русло, магистральные сосуды конечностей, сосуды МЦР) в ответ на разнообразные стимулы [8–18].
Несомненно, что ВФЭ на уровне магистральных сосудов имеет большое клиническое значение, но не менее важным является и его обменная функция, которая осуществляется на уровне МЦР. Есть движение – есть обмен, нет обмена – движение не нужно.
Благодаря внедрению в научно-исследовательскую практику метода, основанного на лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ), появилась реальная возможность для оценки функционального состояния эндотелия на уровне МЦР. Обладая высокой чувствительностью к изменениям микрогемодинамической ситуации в сосудистом русле, ЛДФ имеет неоспоримое преимущество перед другими методами исследования, поскольку регистрирует состояние функциональных механизмов управления микрокровотоком. Анализ амплитудно-частотного спектра (АЧС) отраженного сигнала с использованием математического аппарата вейвлет-преобразования, который в настоящее время находит широкое применение для анализа сигналов физиологической природы, позволяет оценивать изолированно вклад каждого звена МЦР, принимающего участие в модуляции микрокровотока. Среди звеньев регуляции выделяют «пассивные» и «активные» механизмы, которые в полосе частот от 0,005 до 3 Гц формируют пять не перекрывающихся частотных диапазона: 0,007–0,017 Гц – диапазон эндотелиальной активности, 0,023–0,046 Гц – диапазон нейрогенной (симпатической адренергической) активности, 0,06–0,15 Гц – диапазон миогенной (гладкомышечной) активности, 0,21–0,6 Гц – диапазон респираторного ритма, 0,7–1,6 Гц диапазон кардиального ритма [19–22]. Регистрируемый в ЛДФ-грамме колебательный процесс является результатом наложения колебаний, обусловленных одновременным функционированием «активных» и «пассивных» механизмов [23].
Оценка эндотелийзависимой и эндотелийнезависимой дилатации основана на реакции микрососудов в ответ на ацетилхолин и нитраты, которые доставляются либо ионофоретическим методом, либо путем микродиализа [20, 22, 24–27]. Однако на уровне микрососудов эндотелий выполняет не только вазомоторную, но и обменную функции. Очевидно, что оба этих процесса не просто функционально взаимосвязаны, но и взаимозависимы. Для оценки обменной активности микрососудистого эндотелия необходимо применять стимул, который обладает четко выраженной метаболической направленностью и данным критериям полностью отвечает препарат Актовегин [28]. Однако адекватность обменных процессов во многом определяется гемодинамическими характеристиками микрокровотока, которые в свою очередь напрямую зависят от функционального состояния гладкомышечного аппарата прекапиллярных микрососудов.
Цель
Цель – оценить влияние препарата Актовегин на вазомоторную и метаболическую функцию эндотелия и функциональную активность гладкомышечных клеток микрососудистого русла кожи у здоровых добровольцев в процессе острого фармакологического теста. Аналогичные работы в доступной научной литературе отсутствуют.
Материалы и методы
В исследовании приняли участие 28 условно-здоровых добровольцев мужского пола в возрасте 18–26 лет (21,6±2,6), которые были проинформированы о целях и методе исследования и дали свое письменное согласие. За день до исследования исключался прием алкоголя, за 3–4 ч до процедуры – прием чая, кофе и других тонизирующих напитков.
Всем испытуемым проводили исследование микроциркуляторного кровотока в коже с помощью одноканального лазерного анализатора «ЛАКК-02» в видимой красной области спектра (λ=630 нм) и блока «ЛАКК-ТЕСТ» («ЛАЗМА», Россия), которые позволяют оценивать характеристики периферического кровотока в 1 мм3 кожи при постоянно поддерживаемой температуре в области исследования (32°С). ЛДФ-метрию проводили в стандартной точке на правом предплечье в положении лежа на спине после 15-минутного периода адаптации при постоянной температуре в помещении 23±1°С [23].
Протокол исследования:
1) 9:30-10:30 – оценка базальной перфузии на протяжении 6 мин (рис. 1, а), дилататорная проба с 5-минутной артериальной окклюзией. Учитывая неравномерность кровоснабжения кожных покровов, область исследования фиксировалась маркером [29].
2) инфузия 250 мл раствора Актовегин в кубитальную вену левой в/к в дозах 1,0 г сухого вещества (n=19) и 2,0 г сухого вещества (n=9). Инфузию проводили со скоростью 2–2,5 мл/мин на протяжении 120–130 мин.
3) 14:00-15:00 - повторное исследование базального кровотока (рис. 1, б) и постокклюзионной реактивной гиперемии.
Рис. 1. ЛДФ-грамма: а – исходно; б – через 2 ч после окончания инфузии Актовегина.
За 5 мин до начала исследования производили измерение температуры кожных покровов непосредственно в области исследования инфракрасным термометром «Beurer» (Германия) и параметров центральной гемодинамики (артериальное давление - АД, частота сердечных сокращений - ЧСС).
Значения уровня перфузии (М), среднеквадратичного отклонения (а) и амплитудную активность звеньев модуляции микрокровотока оценивали в условных перфузионных единицах (пф), коэффициент вариации (Kv) -в процентах (см. рис. 1).
Для расчета АЧС использовали комплекснозначный вейвлет Морле. Амплитуду эндотелиального (Аэ) ритма оценивали по максимальным значениям (Amax) в частотном диапазоне эндотелиальной (Э) активности -0,007-0,017 Гц (Fmax) до и после инфузии Актовегина (рис. 2). В подавляющем большинстве случаев максимальные значения АЭ отмечались на частоте 0,01 Гц.
Рис. 2. Анализ амплитудно-частотного (комплекснозначный вейвлет Морле): а – при исходной ЛДФ-метрии; б – через 2 ч после окончания инфузии Актовегина. Стрелками указаны максимальные значения амплитуды эндотелиального ритма в соответствующем (Э) частотном диапазоне. Диапазоны нейрогенной, миогенной, венулярной (дыхательной) и кардиальной активности обозначены в таблице как Н, М, Д и С соответственно.
Кроме абсолютных значений Аэmax, оценивали функциональный вклад эндотелия в модуляцию микрокровотока по формуле - Aэmax/3_x100% и вклад эндотелия в общий уровень тканевой перфузии по формуле: (Aэmax/M)x100%. Аналогичным образом рассчитывали показатели для нейрогенной (Н), миогенной (М), венулярной (Д) и кардиальной (С) активности (см. рис. 2 в таблице соответствующие частотные диапазоны). Данные нормированные параметры рассчитывались в автоматическом режиме после определения значения Аmax. Уровень реактивной гиперемии оценивали при выполнении пробы с 5-минутной артериальной окклюзией (ОП). ОП проводили по следующей схеме: 1) запись ба-зального уровня перфузии в течение 1 мин; 2) быстрый подъем давления в манжете, расположенной на плече, до значений, на 50 мм рт.ст. превышающих исходные значения систолического АД (САД) на 5 мин; 3) быстрые декомпрессия и регистрация характера восстановления перфузии на протяжении 6 мин. Период восстановления подвергали амлитудно-частотному анализу (рис. 3, 4).
Рис. 3. Дилататорная проба с 5-минутной артериальной окклюзией: а – ЛДФ-грамма исходной ОП; б – ЛДФ-грамма ОП через 2 ч после окончания инфузии Актовегина. Стрелки указывают на осцилляции кровотока, обусловленные функционированием гладкомышечного аппарата микрососудов, фигурные скобки – интервал периода восстановления, который подвергается амплитудно-частотному анализу (см. рис. 4).
Рис. 4. АЧС периода восстановления при ОП: исходно (а) и через 2 ч после окончания инфузии Актовегина (б). Прямоугольником выделен доминирующий частотный диапазон в период восстановления перфузии. Стрелки указывают на максимальные значения амплитуды миогенного ритма (Aмmax).
Уровень реактивной гиперемии (∆М) рассчитывали по формуле: ∆М=М /Мb 100%, где Мb - средний уровень исходной перфузии (1-я минута пробы), Мmax - максимальный уровень перфузии после пуска кровотока, который рассчитывали на протяжении 3-5 кардиоциклов. Также рассчитывали время достижения Мmax (tmax) и период полувосстановления кровотока (t1/2). Для того чтобы узнать время полувосстановления на первом этапе, определяли уровень данного параметра (М1/2) по формуле: М1/2=(Mmax-Mbas)/2+Mbas, а затем на ЛДФ-грамме - временной интервал относительно tmax, который соответствует рассчитанному (М1/2) уровню перфузии.
Для исключения влияния на микроциркуляторный кровоток фактора внутривенной инфузии и возможной гемоделюции, а также влияния суточных колебаний вазомоторной активности сосудов МЦР, мы провели контрольное исследование у 5 испытуемых, которые после инфузии Актовегина имели наиболее значимый прирост функциональной активности эндотелия. Исследование выполняли по разработанному протоколу, но вместо раствора Актовегин внутривенно вводили 250 мл 0,9% раствора NaCl.
Полученные в ходе исследования данные представлены в виде средних значений (M) и стандартного отклонения (SD). Для оценки статистической значимости динамики параметров микроциркуляторного кровотока использовали тест Вилкоксона. Обработку полученных результатов проводили с помощью программы Statistica 6.0 (StatSoft).
Результаты
Параметры гемодинамики и температуры кожи в области исследования, которые мы измеряли за 5 мин до начала ЛДФ-метрии (10-я минута периода адаптации), а также динамика изменений средних по группе значений параметров микроциркуляторного кровотока в процессе острого фармакологического теста представлены в табл. 1.
Таблица 1. Параметры центральной гемодинамики, температуры кожи и микроциркуляции в процессе острого фармакологического теста (n=28)
| Параметр | Исходно | После инфузии | |
| САД, мм рт. ст. | 117,3±8,8 | 117,9±7,5 | |
| ДАД, мм рт. ст. | 77,1±5,5 | 73,8±8,2* | |
| срАД, мм рт. ст. | 90,4±5,8 | 88,2±6,9* | |
| ЧСС, уд/мин | 61,5±7,6 | 60,1±7,3 | |
| температура кожи, °С | 32,2±2,0 | 32,1±1,4 | |
| М, пф | 4,12±0,66 | 4,44±1,03 | |
| σ, пф | 0,56±0,23 | 0,72±0,31** | |
| Kv, % | 13,88±6,62 | 16,17±4,69* | |
| Эндотелиальный ритм (Э) | АЭ (пф) | 0,20±0,11 | 0,35±0,17**** |
| 0,007-0,017 Гц | (AЭ/3σ)×100% | 12,98±4,01 | 16,84±5,46*** |
| (AЭ/M)×100% | 4,76±2,97 | 7,87±3,5**** | |
| Нейрогенный ритм (Н) | АН (пф) | 0,25±0,10 | 0,34±0,14*** |
| 0,023-0,046 Гц | (AН/3σ)×100% | 16,63±4,23 | 16,81±4,81 |
| (AН/M)x100% | 5,96±2,87 | 7,98±3,36* | |
| Миогенный ритм (М) | АМ (пф) | 0,25±0,15 | 0,31±0,18* |
| 0,06-0,15 Гц | (AМ/3σ)×100% | 15,68±6,53 | 14,94±6,68 |
| (AМ/M)×100% | 5,65±3,33 | 7,02±3,69 (p=0,056) | |
| Венулярный ритм (Д) | АД (пф) | 0,085±0,03 | 0,102±0,05* |
| 0,21-0,6 Гц | (AД/3σ)×100% | 5,97±2,37 | 4,94±1,56 (p=0,058) |
| (AД/M)x100% | 2,0±0,82 | 2,28±0,9 | |
| Кардиальный ритм (С) | АС (пф) | 0,17±0,09 | 0,19±0,09 |
| (AС/3σ)×100% | 11,65±4,9 | 9,3±3,64* | |
| 0,07-1,6 Гц | (AС/M)×100% | 3,99±2,09 | 4,22±1,62 |
| Примечание. Достоверно относительно исходных значений при: * – p<0,05; ** – p<0,01; *** – p<0,005; **** – p<0,001. САД – систолическое АД, ДАД – диастолическое АД, срАД – среднее АД. | |||
Индивидуальная динамика абсолютных значений амплитуды эндотелиального ритма и его функциональный вклад в общий уровень тканевой перфузии представлены на рис. 5.
Рис. 5. Индивидуальные изменения активности микрососудистого эндотелия в процессе острого фармакологического теста (Актовегин).а - динамика абсолютных значений амплитуды эндотелиального ритма (Аэmax); б - динамика функционального вклада эндотелия в общий уровень тканевой перфузии (Aэmax/M)x100%.
Из представленных данных (см. рис. 5) видно, что у 5 испытуемых (около 18%) в процессе острого фармакологического теста отмечалось снижение Aэ на 4-25% относительно исходных значений. В среднем по группе прирост Aэ под воздействием Актовегина составил 75%, вклад эндотелия в модуляцию микрокровотока увеличился на 30%, а функциональный вклад в общий уровень тканевой перфузии увеличился на 65%.
Результаты дилататорной пробы с артериальной окклюзией в процессе острого фармакологического теста представлены в табл. 2.
Таблица 2. Динамика параметров микроциркуляторного кровотока при пробе с артериальной окклюзией на фоне инфузии Актовегина (n=28)
| Параметр | Исходно | После инфузии |
| Мbas, пф | 4,11±1,27 | 4,16±1,09 |
| Мmax, пф | 18,04±5,09 | 18,68±4,67 |
| ΔМ, % | 467,1±170,7 | 464,8±122,2 |
| tmax, с | 25,4±11,5 | 28,2±10,0 (p=0,064) |
| t1/2, с | 46,8±15,5 | 37,6±14,6* |
| АЧС периода восстановления | ||
| Аэ, пф | 0,40±0,24 | 0,44±0,17 |
| Ан, пф | 0,34±0,14 | 0,37±0,23 |
| Ам, пф | 0,62±0,33 | 0,84±0,42* |
| Ад, пф | 0,14±0,06 | 0,14±0,05 |
| Ас, пф | 0,39±0,24 | 0,36±0,15 |
| *p<0,05 по сравнению с исходными значениями. | ||
Из полученных данных видно, что статистически достоверная динамика отмечается только со стороны периода полувосстановления кровотока, который сократился в среднем на 20%, и со стороны амплитуды миогенного ритма, который увеличился в среднем на 35%. Отмечается также незначительное, с тенденцией к достоверности, удлинение времени достижения максимального прироста перфузии после пуска кровотока, несмотря на то что ни Мbas, ни Мmax, ни ΔМ практически не изменились.
Контрольное исследование динамики микроциркуляторного кровотока в процессе инфузии метаболически нейтрального физиологического раствора выполнено у 5 испытуемых. При пробе с Актовегином продемонстрирован наиболее выраженный прирост активности микрососудистого эндотелия (прирост Aэ в данной группе составил в среднем 191%, а (Aэ/M)×100% – 163%). Результаты представлены в табл. 3 и на рис. 6. Несмотря на очень малое число испытуемых, полученные результаты либо статистически достоверны, либо имеют тенденцию к достоверности.
Таблица 3. Параметры центральной гемодинамики, температуры кожи и микроциркуляции в процессе острого фармакологического теста с препаратом Актовегин и физиологическим раствором (n=5)
| Параметр | Актовегин | 0,9% NaCl | ||
| исходно | контроль | исходно | контроль | |
| САД, мм рт. ст. | 118,0±4,5 | 120,0±6,1 | 120,0±3,5 | 115,0±5,0 |
| ДАД, мм рт. ст. | 76,0±8,2 | 70,0±9,4 | 78,0±2,7 | 72,0±2,7 |
| срАД, мм рт. ст. | 89,4±6,0 | 85,6±7,8 | 91,8±2,8 | 86,4±1,9 |
| ЧСС, уд/мин | 61,8±6,9 | 66,2±8,6 | 64,2±11,1 | 58,8±8,1 |
| Температура кожи, °С | 32,3±2,0 | 33,0±2,8 | 32,2±2,4 | 32,5±0,51 |
| М, пф | 4,04±0,43 | 4,78±1,10 | 3,81±0,83 | 3,91±0,77 |
| σ, пф | 0,50±0,12 | 0,88±0,55 | 0,51±0,13 | 0,48±0,10 |
| Kv, % | 12,53±2,96 | 17,47±6,60 | 13,6±2,97 | 12,65±3,87 |
| АЭ, пф | 0,17±0,06 | 0,43±0,08* | 0,27±0,11 | 0,16±0,07 (р=0,08) |
| (AЭ/3σ)×100% | 12,85±4,67 | 21,83±2,29* | 17,22±4,29 | 11,15±3,26* |
| (AЭ/M)х100% | 3,67±1,09 | 9,24±1,71* | 7,22±2,77 | 3,84±1,39 (р=0,08) |
| *p<0,05, по сравнению с исходными значениями. | ||||
Рис. 6. Динамика максимальных значений амплитуды эндотелиального ритма (Aэmax) в процессе острого фармакологического теста у 5 испытуемых: а - при инфузии Актовегина; б- при инфузии физиологического раствора (NaCl).
Из полученных данных видно, что ни фактор инфузии, ни фактор гемоделюции, ни суточные колебания вазомоторной активности сосудов МЦР не приводят к увеличению функциональной активности микрососудистого эндотелия. Прирост Aэ на 45% и (Aэ/M)×100% на 26% отмечен только у одного испытуемого, а у остальных 4 после инфузии 250 мл 0,9% раствора NaCl отмечено снижение Aэ в среднем на 52%, а (Aэ/M)×100% – 54%.
Аналогичную динамику мы получили и при анализе результатов ОП в данной группе испытуемых (табл. 4, рис. 7).
Таблица 4. Динамика параметров микроциркуляторного кровотока при ОП в процессе острого фармакологического теста с препаратом Актовегин и физиологическим раствором (n=5)
| Параметр | Актовегин | 0,9% NaCl | ||
| исходно | контроль | исходно | контроль | |
| Мbas, пф | 4,22±1,22 | 4,49±1,63 | 3,64±0,47 | 4,07±0,72 |
| Мmax, пф | 15,89±7,95 | 21,38±5,06 | 19,59±4,31 | 20,42±5,09 |
| ДМ, % | 362,6±130,4 | 496,0±76,0* | 538,6±92,7 | 512,8±140,3 |
| tmax, с | 20,2±12,6 | 29,0±10,8* | 20,8±3,6 | 23,8±8,1 |
| t1/2, с | 50,4±19,2 | 33,6±9,9 | 52,0±7,4 | 64,4±32,2 |
| АЧС периода восстановления | ||||
| Аэ, пф | 0,43±0,16 | 0,44±0,10 | 0,53±0,30 | 0,41±0,10 |
| Ан, пф | 0,31±0,12 | 0,28±0,11 | 0,35±0,10 | 0,31±0,06 |
| Ам, пф | 0,59±0,27 | 1,01±0,52 | 0,71±0,34 | 0,72±0,43 |
| Ад, пф | 0,12±0,05 | 0,13±0,04 | 0,13±0,03 | 0,15±0,04 |
| Ас, пф | 0,36±0,26 | 0,40±0,12 | 0,43±0,16 | 0,48±0,12 |
| *p<0,05 по сравнению с исходными значениями. | ||||
Рис. 7. Динамика максимальных значений амплитуды миогенного ритма (Aмmax) в период восстановления при ОП:а - на фоне ин- фузии Актовегина; б - на фоне инфузии физиологического раствора (NaCl).
После инфузии Актовегина отмечалось достоверное увеличение уровня реактивной гиперемии и удлинение времени его развития. Несмотря на существенные различия по средним значениям периода полувосстановления кровотока и амплитуды миогенного ритма, динамика параметров не была статистически достоверной. Тем не менее у 4 испытуемых отмечено увеличение Амmax в период восстановления. После инфузии физиологического раствора удлинение периода полувосстановления кровотока и снижение Амmax зарегистрированы у 3 испытуемых.
Статистически достоверных различий в реакции микрососудистого эндотелия и гладкомышечного аппарата микрососудов в зависимости от дозы (1,0 или 2,0 г) действующего вещества препарата Актовегин не получено. Во время выполнения внутривенных инфузий аллергических реакций и изменений со стороны центральной гемодинамики (АД, ЧСС) не зарегистрировано.
Обсуждение
Учитывая ангиоархитектонику МЦР кожи и длину волны лазера, которая позволяет проникать в ткани на глубину не более 1 мм, следует, что в зондируемый объем попадают терминальные артериолы и прикапиллярные артериолы (метартериолы), капилляры, безмышечные посткапиллярные и собирательные венулы из обоих поверхностных венозных сплетений, а также артериоло-венулярные анастомозы. Из всех микрососудов данной области в своей структуре гладкомышечный компонент с преимущественно гуморальным механизмом регуляции тонуса имеют артериолы/метартериолы, а также артериолярный отдел артериоловенулярных анастомозов, где доминирует нейрогенный механизм регуляции тонуса [29–31]. Таким образом, подавляющее большинство микрососудов кожи (до 80% от общего количества) на глубине до 1 мм в структурном плане состоит в основном из одного слоя эндотелиальных клеток, где и происходят основные обменные процессы.
Кровоток в МЦР подвержен колебаниям, которые отражают текущее функциональное состояние систем его регуляции. Разнонаправленные влияния со стороны ССС, дыхательной, нервной и других систем на состояние периферического кровотока отражаются в ритмической структуре осцилляций микрокровотока [23, 32–35]. Среди звеньев регуляции кровотока на уровне МЦР выделяют «пассивные» и «активные» механизмы модуляции. К «пассивным» механизмам относят внешние факторы, находящиеся вне МЦР, – пульсовую волну со стороны артерий (кардиальный ритм на «входе» в МЦР) и присасывающее действие «дыхательного насоса» со стороны вен (венулярный ритм на «выходе» из МЦР). «Пассивные» механизмы создают продольные колебания кровотока, выражающееся в периодическом изменении объема крови в микрососудистом ложе. «Активные» факторы воздействуют непосредственно на микрососуды путем периодического изменения сопротивления сосудов потоку крови посредством вазомоций [36, 37]. Данные факторы модулируют поток крови со стороны сосудистой стенки, создавая поперечные колебания, и реализуются через ее мышечную составляющую, являясь механизмами формирующими тонус на уровне резистивного звена сосудистого русла [23, 38]. Вазомоции осуществляются не только за счет синхронизированных спонтанных осцилляций миогенных элементов сосудов, которые обладают собственной пейсмейкерной активностью (около 6 колебаний в минуту), но и за счет их модуляции, как со стороны симпатической нервной системы, так и эндотелийзависимых механизмов [20, 36]. В результате чередования сокращения и расслабления гладкомышечного аппарата сосудистой стенки происходит модулирование периодически изменяющегося объема крови, что в итоге и формирует оптимальные микрогемодинамические параметры для эффективного транскапиллярного обмена. Увеличение амплитуды «активных» звеньев в АЧС свидетельствует об усилении модуляции кровотока со стороны данных механизмов регуляции и расценивается как снижение их тонуса [23]. В норме вклад каждого звена в суммарную спектральную мощность отраженного сигнала оценивают следующим образом: эндотелиальный – около 20%; нейрогенный – около 20%; миогенный – около 20%; венулярный – около 5%; кардиальный – около 30–40% [20].
Наименее изученным является самый низкочастотный диапазон, который лежит в интервале 0,007–0,017 Гц (менее 1 колебания в минуту) и который связывают с метаболическими процессами. Ритмические метаболические процессы, которые одновременно воздействуют и на транспортную функцию крови, и на уровень обмена веществ, являются медленными динамическими процессами [23]. Впервые на наличие устойчивых высокоамплитудных осцилляций кровотока на частоте около 0,01 Гц при ЛДФ-метрии обратила внимание A.Stefanovska (1992 г.) [39]. Позднее D.Buerk и C.Riva (1998 г.) связали данный частотный диапазон с периодически изменяющейся концентрацией оксида азота [40]. В последующем в результате многочисленных работ с ионофорезом ацетилхолина данное положение было подтверждено [20, 22, 26, 27].
Максимальный пик активности препарата Актовегин после внутривенного введения отмечается в интервале 2–6 ч. Через 2 ч после окончания инфузии отмечается незначительное, но достоверное снижение диастолического (ДАД) и среднего АД, которое отмечается на фоне незначительного и недостоверного повышения уровня перфузии кожи в среднем на 8%. Данные изменения отмечаются на фоне достоверного увеличения Amax всех тонус формирующих звеньев модуляции микрокровотока (эндотелиального, нейрогенного и миогенного), но наиболее существенный прирост отмечается со стороны именно эндотелиальной активности. Абсолютные значения Аэ на частоте 0,01 Гц увеличились в среднем на 76%, а прирост функционального вклада в общую тканевую перфузию составил в среднем 79%.
Параметр σ отражает среднее колебание перфузии относительно среднего значения потока крови и рассчитывается по формуле для среднеквадратичного отклонения. Данный показатель характеризует временную изменчивость перфузии и отражает среднюю модуляцию кровотока со стороны регуляторных механизмов. Чем больше величина σ, тем более глубокая модуляция кровотока происходит. На фоне действия Актовегина отмечается достоверное увеличение σ на 29%. Из всех регуляторных механизмов увеличение вклада в модуляцию микрокровотока (на 30%) отмечается только со стороны микрососудистого эндотелия, а «пассивные» механизмы (венулярный и кардиальный) демонстрируют достоверное снижение данного параметра, несмотря на увеличение Аmax.
Выше мы уже отмечали, что до 80% микрососудов, попадающих в зондируемый объем ткани, в основном состоят из монослоя эндотелиальных клеток, что предполагает их непосредственное участие в обменных процессах. Остальные 20% сосудов – это в основном прекапиллярные метартериолы. Отличительной особенностью метартериол является то, что в их стенке эластические элементы полностью отсутствуют, а соседние мышечные клетки, спирально обвивающие эндотелиальную трубку, располагаются на значительном расстоянии друг от друга. Вследствие этого на протяжении прекапилляров имеются участки, в которых сосудистая стенка состоит из эндотелиальных клеток, снаружи от которых располагается базальная мембрана. В промежутках, свободных от миоцитов, стенка метартериол вступает в прямой контакт с периваскулярной соединительной тканью, что создает структурные предпосылки для участия данных микрососудов в обменных процессах [30, 41, 42]. Кроме того, в стенке метартериол появляются миоэндотелиальные контакты по типу нексусов, что облегчает местную регуляцию гладкой мускулатуры эндотелиальными факторами.
Наиболее выраженная динамика разных звеньев модуляции микрокровотока в ответ на инфузию Актовегина отмечается со стороны именно микрососудистого эндотелия. Можно предположить, что определенная часть амплитудной активности микрососудистого эндотелия отражает его вазомоторную функцию через повышение выработки NO, который приводит к снижению миогенного тонуса, что в нашем случае выражается в повышении амплитуды миогенного ритма в среднем на 34% и увеличение функционального вклада миоцитов в базальную тканевую перфузию в среднем на 24%. P.Kvandal и соавт. (2003 г.) обосновали, что среди двух вазодилататоров, выделяемых эндотелием, – оксид азота и простагландины – только оксид азота ответственен за сокращение миоцитов с частотой около 0,01 Гц [22]. Увеличение максимальных значений Ам (снижение миогенного компонента сосудистого тонуса), вероятнее всего, является следствием вазомоторного компонента микрососудистого эндотелия, который реализуется через выработку оксида азота. Снижением именно миогенного тонуса метартериол можно объяснить достоверное снижение ДАД и среднего АД, так как наибольший вклад в формирование периферического сосудистого сопротивления вносят микрососуды с диаметром внутреннего просвета менее 40 мкм [43, 44], функциональную активность которых мы и оцениваем при ЛДФ-метрии.
Установленным фактом считается, что функциональные возможности регуляторных механизмов, которые участвуют в модуляции микрокровотока, не всегда проявляются в условиях покоя. Для определения состояния механизмов регуляции и выявления скрытых нарушений микрогемодинамики и адаптационных резервов системы микроциркуляции необходимо выполнение функциональных проб. Одной из наиболее информативных в отношении функционального состояния гладкомышечного аппарата микрососудов является проба с артериальной окклюзией.
В процессе 5-минутной артериальной окклюзии развивается тканевая ишемия/аноксия, что неизбежно приводит к существенным сдвигам тканевого гомеостаза, для восстановления которого требуется не только адекватный приток крови, но и определенное функциональное состояние микрососудистого эндотелия, на уровне которого и происходят все обменные процессы. Период полувосстановления кровотока отражает процессы восстановления тканевого гомеостаза. Чем длиннее данный интервал, тем медленнее идут процессы восстановления. В пользу метаболической составляющей t1/2 свидетельствует и тот факт, что именно в данном временном интервале отмечается наиболее выраженное снижение миогенного тонуса, который проявляется в увеличении амплитуды миогенного ритма. Полученные И.В.Тихоновой и соавт. (2009 и 2010 г.) в результате амплитудно-временного вейвлет-анализа данные демонстрируют наиболее выраженное снижение миогенного тонуса на 25–75-й секунде после 3-минутной артериальной окклюзии [45, 46]. В физиологической интеграции управления микрокровотоком именно миогенный тонус является последним звеном контроля кровотока перед капиллярным руслом, что довольно наглядно продемонстрировано при ЛДФ-метрии в единичном капилляре кожи человека [47]. Увеличение амплитуды вазомоций на начальном этапе периода восстановления указывает на снижение тонуса прекапиллярных сосудов, что способствует повышению притока крови в капиллярное (обменное) русло и способствует восстановлению тканевого гомеостаза.
Более значимый прирост активности микрососудистого эндотелия относительно гладкомышечного компонента позволяет предположить, что бÓльшая часть амплитудной активности микрососудистого эндотелия на фоне действия препарата с ярко выраженной метаболической направленностью отражает именно его обменную функцию. Однако существенное увеличение функциональной активности гладкомышечного компонента сосудистой стенки, которое наиболее ярко проявляется при ОП, позволяет предположить, что Актовегин оказывает положительное действие и на данный структурный компонент сосудистой стенки. Является ли это следствием повышения выработки эндотелием оксида азота, или Актовегин оказывает определенное прямое влияние на миоциты, однозначно ответить невозможно.
Отсутствие увеличения функциональной активности микрососудистого эндотелия и гладкомышечных клеток микрососудов в ответ на инфузию метаболически нейтрального физиологического раствора подтверждает, что полученные результаты являются следствием непосредственного влияния препарата Актовегин. Снижение амплитудной активности эндотелия у 4 из 5 испытуемых, вероятнее всего, отражает процессы суточных колебаний вазомоторной активности микрососудов (биоритмы), что полностью согласуется с результатами работами T.Tenland, который показал, что разброс относительных величин ЛДФ-сигнала на предплечье составляет от 4 до 11% на протяжении 20 мин, а в течение 4 дней подряд (в одно и то же время суток и в одной и той же области предплечья) величина сигнала может отличаться в несколько раз [48].
Заключение
В результате проведенного исследования можно сделать заключение о том, что Актовегин обладает не только ярко выраженным метаболическим действием, повышая функциональную активность микрососудистого эндотелия, но и оказывает влияние на вазомоторную функцию микрососудов. Вазомоторный эффект Актовегина, вероятнее всего, реализуется через повышение выработки оксида азота микрососудистым эндотелием, следствием чего является существенное улучшение функционального состояния гладкомышечного аппарата микрососудов. Однако нельзя исключать и прямого миотропного положительного эффекта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Фолков Б., Нил Э. Кровообращение. М: Медицина, 1976.
2. Cines DB, Pollak ES, Buck CA et al. Endothelial cells in physiology and in the pathophysiology of vascular disorders. Blood 1998; 91 (10): 3527-61.
3. Vascular endothelium in human physiology and pathophysiology. Ed. by P.J.T.Vallance and D.J.Webb. Taylor&Francis e-Library, 2004.
4. Vane JR, Anggard EE, Botting RM. Regulatory functions of the vas-cular endjthelium. New Engl J Med 1990; 323: 27-36.
5. Webb D, Vallance P. Endothelial function in Hypertension . Springer, 1998.
6. Widlansky ME, Gokce N, Keaney JF et al. The clinical implications of endothelial dysfunction. J Am Coll Cardiol 2003; 42: 1149-60.
7. Дисфункция эндотелия. Причины, механизмы, фармакологическая коррекция. Под ред. Н.Н.Петрищева. СПб.: СПбГМУ, 2003.
8. Celermajer DS, Sorensen KE, Gooch VM et al. Non-invasive detec-tion of endothelial dysfunction in children and adults at risk of ath-erosclerosis. Lancet 1992; 340: 1111-5.
9. Taddie S, Virdis A, Mattei P, Salvetti A. Vasodilatation to acetyl-choline in primary and secondary forms of hypertension. Hyper-tension 1993; 21: 929-33.
10. Затейщиков А.А., Затейщиков Д.А. Эндотелиальная регуляция сосудистого тонуса: методы исследования и клиническое значение. Кардиология. 1998; 9: 68-78.
11. Chin-Dusting PF, Cameron JD, Dart A et al. Human foream venous occlusion plethysmography: methodology, presentation and analysis. Science 1999; 96: 439-40.
12. Anderson T. Assessment and treatment of endothelial dysfunc-tion in humans. J Am Coll Cardiol 1999; 34: 631-8.
13. Laucevicius A, Petruioniene Z, Ryliskyte L et al. First experience with Salbutamol - induced change in the photoplethysmographic digital volume. Seminars in Cardiology 2002; 8 (1): 87-93.
14. Corretti MC, Anderson TJ, Benjamin EJ et al. Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery . A report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force. J Am Coll Cardiol 2002; 39: 257-65.
15. Hayward CS, Kraidly M, Webb CM et al. Assessment of endothe-lial function using peripheral waveform analysis. J Am Coll Cardiol 2002; 40: 521-8.
16. Sugawara J, Maeda S, Otsuki T et al. Effects of nitric oxide syn-thase inhibitor on decrease in peripheral arterial stiffness with acute low-intensity aerobic exercise. Hypertension 2004; 44 (2): 119-20.
17. Лебедев ПА., Калакутский ЛИ., Власова СП. Диагностика функции сосудистого эндотелия у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями. Методические указания. Самара, 2004.
18. Naka KK, Tweddel AC, Doshi SH et al. Flow-mediated changes in pulse wave velocity: a new clinical measure of endothelial function. Eur Heart J 2006; 27: 302-9.
19. Schmid-Schonbein H et al. Synergetic interpretation of pat-terned 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: 346-59.
20. Kvernmo HD, Stefanovska A, Kirkeb_en KA et al. Oscillations in the human cutaneous blood perfusion signal modified by endothe-lium-dependent and endothelium-independent vasodilators. Microvasc Res 1999; 57: 298-309.
21. Stefanovska A, Bracic M, Kvernmo HD. Wavelet analysis of oscil-lations in peripheral blood circulation measured by Doppler tech-nique. IEEE Trans Biomed Eng 1999; 46: 1230-9.
22. Kvandal P, Stefanovska A, Veber M et al. Regulation of human cutaneous circulation evaluated by laser Doppler flowmetry , ion-tophoresis, and spectral analysis: importance of nitric oxide and prostangladines. Microvasc Res 2003; 65: 160-71.
23. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. Под ред. А.И.Крупаткина, ВВ.Содорова. М.: Медицина, 2005.
24. Holowatz LA, Thompson CS, Minson CT et al. Mechanisms of acetylcholin-mediated vasodilatation in young and aged human skin. J Physiol 2005; 563 (3): 965-73.
25. Kellogg DL, Zhao JL, Coey U et al. Acetylcholine-induced vasodi-lation is mediated by nitric oxide and prostaglandins in human skin. J Appl Physiol 2005; 98: 629-32.
26. Тихонова ИВ., Танканаг АВ., Косякова Н.И., Чемерис И.К. Исследование эндотелий-зависимых колебаний кровотока в микроциркуляторном русле кожи человека. Рос. физиол журн им.И.М.Сеченова. 2006; 92 (12): 1429-35.
27. Bernjak A, Clarkson PBM, McClintock PVE et al. Low-frequency blood flow oscillations in congestive heart failure and after b1-blo-cade treatment. Microvasc Res 2008; 76 (3-2): 224-32.
28. Obermaier-Kusser B, M_hlbacher C, Mushack J et al. Further evidence for a two-step model of glucose-transport regulation. Inositol phosphate-oligosaccharides regulate glucose-carrier activ-ity. Bichem J 1989; 261 (3): 699-705.
29. Braverman IM, Keh A, Goldminz D. Correlation of laser Doppler wave patterns with underlying microvascular anatomy . J Invest Dermatol 1990; 95: 283-6.
30. Чернух АМ., Александров П.Н., Алексеев ОВ. Микроциркуляция. М.: Медицина, 1984.
31. Fagrell B. Problems using laser Doppler on the skin in clinical practice, Laser Doppler. London-LosAngeles-Nicosia: Med-Orion Publishing Company, 1994.
32. Salerud EG, Tenland T, Nilsson GE et al. Rhythmical variations in human skin blood flow . Int J Microcirc Clin Exp 1983; 2: 91-102.
33. Wilkin JK. Periodic cutaneous blood flow during postocclusive reactive hyperemia. Am J Physiol 1986; 250: H765-8.
34. Hoffman U, Yanar A, Franzeck UK et al. The frequency his-togram, a new method for evaluation of laser Doppler flax motion. Microvasc Res 1990; 40: 293-301.
35. Крупаткин А.И. Клиническая нейроангиофизиология конечностей. М: Научный мир, 2003.
36. Funk W, Intaglietta M. Spontaneous arteriolar vasomotion. Prog Appl Microcirc 1983; 3: 66-82.
37. Kastrup J, Bulow J, Lassen NA. Vasomotion in human skin before and after local heating recorder with laser Doppler flowmetry . Int J Microcirc 1989; 8: 205-15.
38. Крупаткин АИ. Динамический колебательный контур регуляции капиллярной гемодинамики. Физиол. чел. 2007; 33 (5): 95-103.
39. Stefanovska A. Self-organization of biological systems influ-enced by alactrical current. Thesis, Faculty of Electrical Engineer-ing, University of Ljubljana, Slovenia. 1992.
40. Buerk DG, Riva CE. Vasomotion and spontaneous low-frequen-cy oscillation in blood flow and nitric oxide in cat optic nerve head. Microvasc Res 1998; 55: 919-35.
41. Григорьева Т.А. Иннервация кровеносных сосудов. М.: Мед-гиз, 1954.
42. Microcirculation. Handbook of physiology Ed. R.F.Tuma, W.N.Duran, K.Ley. Academic Press, 2008.
43. Zweifach BW. Quantitative studies of microcirculatory structure and function. I. Analysis of pressure distribution in the terminal vascular bed in cat mesentery. Circ Res 1974; 34: 843-57.
44. Zweifach BW. Quantitative studies of microcirculatory structure and function. II. Direct measurement of capillary pressure in splanchnic mesenteric vessels. Circ Res 1974; 34: 858-66.
45. Тихонова ИВ., Танканаг АВ., Чемерис НК. Динамика амплитуд колебаний периферического кровотока в процессе развития постокклюзионной реактивной гиперемии у условно-здоровых добровольцев. Регион. кровообр. и микроцир. 2009; 1 (29): 31-5.
46. Тихонова ИВ., Танканаг АВ., Чемерис НК. Возрастные особенности динамики амплитуд колебаний кровотока кожи в процессе постокклюзионной реактивной гиперемии. Физиол. чел. 2010; 35 (2): 114-20.
47. Meyer MF, Rose CJ, H_lsmann J-O et al. Impaired 0.1-Hz vaso-motion assessed by laser Doppler anemometry as an early index of peripheral sympathetic neuropathy in diabetes. Microvasc Res 2003; 65: 88-95.
48. Tenland T. On Laser Doppler Flowmetry. Methods and Microvascular Application. Printed in Sweden by VTT-Gafiska, Vimmerby. 1982.
