CC BY
27
Удк 616.379-088.64-06:617.586-002.44]-073.732.19
состояние нейрогенного и эндоТЕлилльного механизмов влзоРЕГУляции микроциркуляторного руслл у больных с синдромом диабетической стопы
А. А. Паршаков *', П. Я. Сандаков1, А. В. Попов1, Е. Н. Смирнова1, С. Ю. Подтаев2
'Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е. А. Вагнера, г. Пермь, 2Институт механики сплошнъх сред УрО РАН, г. Пермь, Россия
STATE OF NEUROGENIC AND ENDOTHELIAL MICROCIRCULATORY BED VASOREGULATION MECHANISMS IN PATIENTS WITH DIABETIC FOOT SYNDROME
A. A. Parshakov1, P. Ya. Sandakov1, A. V. Popov1, E. N. Smirnova1, S. Yu. Podtaev2
'Perm State Academy of Medicine named after Academician E. A. Wagner, Perm, 2Institute of Cantinuum Mechanics of RAS UrD, Perm, Russia
Цель. Оценить состояние нейрогенного и эндотелиального механизмов вазорегуляции микроциркуляторного русла у больных с синдромом диабетической стопы в зависимости от характера магистрального кровотока и формы язвенно-некротических поражений стоп.
материалы и методы. Изменения тонуса сосудов при проведении непрямой холодовой пробы изучены с использованием вейвлет-анализа колебаний кожной температуры у 14 практически здоровых лиц и 56 пациентов с синдромом диабетической стопы.
результаты. Показано, что у больных сахарным диабетом 2 типа развитию трофических изменений стоп предшествуют нарушения нейрогенного механизма вазорегуляции микроциркуляторного русла нижних конечностей, а их прогрессирование связано с развитием эндотелиальной дисфункции. Выводы. При комбинированном поражении сосудов нижних конечностей появление язвенно-некротических осложнений провоцируется расстройствами магистрального кровотока и эндотелиальной дисфункцией, к которым в последующем присоединяется диабетическая полинейропатия. Ключевые слова. Синдром диабетической стопы, нейрогенный и эндотелиальный механизмы вазоре-гуляции, вейвлет-анализ.
Aim. To assess the state of neurogenic and endothelial mechanisms of microdrculatoty bed vasoregulation in patients with diabetic foot syndrome depending on the character of magistral blood flow and form of ulcero-necrotic foot lesions.
Materials and methods. Changes in vascular tonus were studied using an indirect cold test with wavelet-analysis of skin temperature fluctuations in 14 practically healthy persons and 56 patients with diabetic foot syndrome.
Results. It was shown that in patients with type 2 diabetes mellitus, development of trophic foot changes is preceded by disturbances of neurogenic mechanism of lower extremity microcirculatory bed vasoregulation and their progressive worsening is connected with development of endothelial dysfunction.
© Коллектив авторов, 2012 е-таП: [email protected] тел. 8 912 986 52 97
[Паршаков А. А. (* контактное лицо) — аспирант кафедры общей хирургии лечебного факультета; Сандаков П. Я. — доктор медицинских наук, профессор кафедры общей хирургии лечебного факультета; Попов А. В. — доктор медицинских наук, доцент кафедры госпитальной хирургии; Подтаев С. Ю. — кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории физической гидродинамики].
Conclusion. In case of combined vascular lesion of the lower extremities, appearance of ulcero-necrotic complications is provoked by magistral blood flow disorders and endothelial dysfunction followed by diabetic polyneuropathy.
Key words. Diabetic foot syndrome, neurogenic and endothelial vasoregulation mechanisms, wavelet-analysis.
Введение
Сахарным диабетом (СД) страдают около 4—5% населения планеты, в России число больных достигает 6% [1]. На момент постановки диагноза сахарного диабета 2 типа признаки поражения периферических артерий различной степени выраженности имеют от 30 до 50% больных. Атеросклероз сосудов нижних конечностей у них развивается на 10 лет раньше и протекает более злокачественно, чем у лиц общей популяции [5].
Одним из главных пусковых механизмов развития атеросклероза является реакция на повреждение сосудистой стенки и, прежде всего, эндотелия. Это приводит к эндотели-альной дисфункции, дисбалансу соотношения содержания эндотелийрелаксирующих факторов и вазоконстрикторов [7]. Микро-циркуляторные расстройства, возникающие при Сд, сопровождаются развитием нейро-патии, которая приводит к шунтированию кровотока через артериовенозные анастомозы, минуя капиллярное русло, что способствует усугублению тяжести поражения и манифестации синдрома диабетической стопы [2]. Прогрессивное утолщение стенки артерий среднего калибра у пациентов с Сд приводит к их дилатации и ригидности, формированию диабетической макро-ангиопатии. Вазодилатация дистального капиллярного русла и автономная нейропатия влекут за собой внутрисосудистую активацию тромбоцитов, снижение антиагрега-ционной активности стенки сосудов, приводя к появлению в сосудистом русле тромбо-цитарных агентов, усугубляя нарушения микроциркуляции [2].
Сочетание диабетической микро-макро-ангиопатии, атеросклеротического поражения сосудистого русла ведут к прекращению или снижению периферического кровотока, развитию гипоксии и критической ишемии тканей стопы, появлению язвенно-некротических очагов нижних конечностей.
Цель исследования — оценить состояние нейрогенного и эндотелиального механизмов вазорегуляции микроциркуляторного русла у больных с синдромом диабетической стопы в зависимости от характера магистрального кровотока и формы язвенно-некротических поражений стоп.
Материалы и методы исследования
Под нашим наблюдением находились 14 практически здоровых лиц (7 мужчин и 7 женщин) в возрасте от 41 года до 60 лет (5б,1±0,8 г.) и 56 больных с синдромом диабетической стопы (18 мужчин и 38 женщин) в возрасте от 41 года до 84 лет (69,3±1,9 г.).
Выделено пять групп обследуемых:
1-ю группу составили 14 практически здоровых лиц (7 мужчин и 7 женщин) в возрасте от 41 года до 60 лет (56,1±0,8 г.).
2-я группа включала 5 больных (3 мужчины и 2 женщины) Сд 2 типа, осложненным язвенным поражением стоп, в возрасте от 52 до 74 лет (62,0±1,0 г.), продолжительность заболевания составила 11,2±0,1 года. 4 пациентов получали таблетированные са-хароснижающие препараты, 1 больной находился на инсулинотерапии.
3-ю группу составили 6 больных (3 мужчины и 3 женщины) Сд 2 типа с некротиче-
скими изменениями стоп в возрасте от 52 до 58 лет (54,1±0,2 г.), длительность заболевания составила 10,5±0,3 года. Все пациенты находились на инсулинотерапии.
В 4-ю группу вошли 22 пациента (3 мужчины и 19 женщин) с Сд 2 типа в сочетании с атеросклерозом сосудов нижних конечностей, с язвенным поражением стоп, в возрасте от 54 до 82 лет (71,5±0,5 г.). Все больные получали инсулин и страдали диабетом на протяжении 10,7±0,5 года.
5-я группа представлена 23 больными (9 мужчин и 14 женщин) в возрасте от 54 до 83 лет (69,4±0,7 г.) с Сд 2 типа в сочетании с атеросклерозом сосудов нижних конечностей, осложненным некротическими изменениями стоп. Все получали инсулин и лечились по поводу диабета в течение 10,0±1,2 года.
Критериями включения в 4-ю и 5-ю группы больных считались: наличие различных по протяженности и гемодинамической значимости стенозов и окклюзий магистральных сосудов нижних конечностей, вызванных атеросклеротическими бляшками, подтвержденных результатами УЗДГ и ангиографии.
для оценки состояния механизмов регуляции и выявления адаптационных резервов системы микроциркуляции нижних конечностей применяли прецизионную термометрию с непрямой холодовой пробой в нейро-генном (0,02—0,05 Гц), эндотелиальном (0,0095—0,02 Гц) диапазонах частот с использованием вейвлет-анализа колебаний кожной температуры [3].
Во время обследования пациент находился в положении лежа на спине, температура в помещении составляла 20—24°С. Обследуемому накладывали термодатчик на ладонную поверхность дистальной фаланги 2-го пальца правой кисти и соединяли его с прибором «Термодат» (выпускается НПП «Системы контроля», г. Пермь, Россия. Серти-
фикат RU.C.32.001. А № 8321). Регистрировали температуру через 5 минут после помещения пальца в ячейку с низкой температуропроводностью [3]. Измерение температуры проводили в покое в течение 10 минут, после чего во время непрямой холодовой пробы с погружением левой кисти в ванночку с водно-ледовой смесью при температуре 0°С на 3 минуты и в течение 10 минут после функционального теста [3].
Для выявления значимых различий в рассматриваемых группах использовались методы непараметрической статистики: критерии Вальда — Вольфовитца (Wald—Wolfowitz Runs Test), Манна — Уитни (Mann — Whitney U Test) и Колмогорова — Смирнова (Kol-mogorov — Smirnov Test) (при сравнении количественных признаков в разных группах); Вилкоксона и знаковый (при сравнении количественных признаков в одной группе в разные периоды времени).
Результаты и их обсуждение
У практически здоровых лиц уровень амплитуд колебаний кожной температуры в нейрогенном и эндотелиальном диапазонах частот во время прессорной пробы снижался, а затем, начиная с 3-й минуты после функциональной нагрузки, возрастал (табл. 1).
В нейрогенном диапазоне частот к 10-й минуте после холодовой пробы уровень амплитуд колебаний кожной температуры достиг исходных значений, а в эндотелиаль-ном диапазоне был ниже показателей в начале исследования (табл. 2).
У пациентов 2-й группы амплитуда колебаний кожной температуры в нейрогенном диапазоне частот во время прессорной пробы достоверно снижалась, не изменялась до 3-й минуты после ее завершения и возрастала через 10 минут после функциональной нагрузки, достигая исходных значений. В эндотелиальном диапазоне частот ампли-
Таблица 1
Динамика изменений амплитуд колебаний кожной температуры в течение холодового прессорного теста в нейрогенном диапазоне частот
Группа Время исследования
До пробы (1) Во время пробы (2) 3 минуты после пробы (3) 10 минут после пробы (4)
Здоровые 0,00899±0,0013 0,00322±0,0005 р1—2<0,001 0,00700±0,0012 р2—3=0,009 0,01285±0,0063 р2—4=0,003
2-я группа 0,00209±0,0001 0,00130±0,0001 р1—2=0,043 0,00141±0,0001 р1—3=0,043 0,00376±0,0005 р2—4=0,043 р3—4=0,043
3-я группа 0,00240±0,0003 0,00247±0,0001 0,00213±0,0003 0,00226±0,0003
4-я группа 0,00231±0,0002 0,00152±0,0001 р1—2=0,045 0,00228±0,0002 р2—3=0,015 0,00267±0,0002 р2—4=0,007
5-я группа 0,00523±0,0001 0,00694±0,0001 р1—2=0,045 0,00339±0,0001 р 1 3=0,036 р 2—3=0,026 0,00286±0,0005 р2—4=0,046
Таблица 2
Динамика изменений амплитуд колебаний кожной температуры в течение холодового прессорного теста в эндотелиальном диапазоне частот
Группа Время исследования
До пробы (1) Во время пробы (2) 3 минуты после пробы (3) 10 минут после пробы (4)
Здоровые 0,00302±0,0005 0,00152±0,0004 р1—2=0,007 0,00222±0,0004 р1—3=0,03 р2—3=0,035 0,00247±0,0005 р1—4=0,035 р2—4=0,018
2-я группа 0,00379±0,0003 0,00257±0,0002 р1—2=0,046 0,00320±0,0002 р1—3=0,043 р2—3=0,043 0,00460±0,0004 р3—4=0,043
3-я группа 0,00501±0,0003 0,00521±0,0005 0,00396±0,0004 р1—3=0,043 0,00387±0,0003 р 1—4=0,043 р2—4=0,043
4-я группа 0,00676±0,0008 0,00436±0,0012 р1—2=0,045 0,00543±0,0008 р2—3=0,043 0,00494±0,0008
5-я группа 0,01334±0,0014 0,01369±0,0011 0,00643±0,0005 р1—3=0,028 р2—3=0,012 0,00624±0,0005 р1_4=0,012 р2—4=0,005
туда колебаний кожной температуры во время холодового теста снижалась, плавно возрастала после прессорного теста и к 10-й минуте соответствовала уровню исходных значений.
У больных 3-й группы в нейрогенном диапазоне частот реакция амплитуд колеба-
ний кожной температуры на холодовую пробу, а также ее изменения через 3 и 10 минут после функциональной нагрузки отсутствовали. В эндотелиальном диапазоне частот, в ответ на прессорный тест, амплитуда колебаний кожной температуры оставалась на уровне исходных значений и, снизившись
к 3-й минуте после холодовой пробы, оставалась неизменной до конца исследования.
У больных с комбинированным поражением сосудов нижних конечностей с язвами стоп (4-я группа) амплитуда колебаний кожной температуры в нейрогенном диапазоне частот во время прессорной пробы снизилась и, начиная с 3-й минуты после холодо-вой пробы, плавно возрастала, достигнув к концу исследования исходных значений. Во время холодовой пробы (р=0,029) и к 3-й минуте после нее (р=0,036) амплитуда колебаний в этом диапазоне частот у них оказалась значительно выше, чем у лиц 2-й группы.
В эндотелиальном диапазоне частот амплитуда колебаний кожной температуры во время холодового теста уменьшилась (р=0,045) и, увеличившись к 3-й минуте после прессорного теста, не изменялась до конца исследования. значения амплитуд колебаний кожной температуры через 3 минуты после функциональной нагрузки были выше, чем у пациентов 2-й группы (р=0,046).
У больных с комбинированным поражением сосудов нижних конечностей с некрозами стоп (5-я группа) амплитуда колебаний кожной температуры в нейрогенном диапазоне частот во время холодовой пробы повысилась, а в последующие 3 минуты резко снизилась и продолжала падать до конца исследования. При этом амплитуда колебаний кожной температуры в начале исследования (р=0,045) и во время холодовой пробы оказалась выше, чем у пациентов 3-й группы (р=0,043).
В эндотелиальном диапазоне частот во время прессорного теста амплитуды колебаний кожной температуры не изменилась и, снизившись через 3 минуты после функциональной нагрузки, оставалась неизменной до конца исследования. значения амплитуд колебаний кожной температуры в начале исследования (р=0,023) и во время холодовой
пробы (р=0,027) были выше, чем у больных 3-й группы.
Проведенное исследование показало, что у здоровых лиц реакция на холодовую пробу проявляется вазоконстрикцией, сопровождающейся уменьшением амплитуды колебаний кожной температуры в нейрогенном и эндо-телиальном диапазонах частот. После завершения прессорного теста амплитуды колебаний кожной температуры в этих диапазонах частот восстанавливаются до исходного уровня.
В основе развития язвенных дефектов стоп у больных Сд 2 типа лежат нарушения микроциркуляторного кровотока, вызванные автономной нейропатией, что проявляется нарушениями регуляции сосудистого тонуса парасимпатическим и симпатическим отделами нервной системы и согласуется с данными других авторов [2, 6].
Прогрессирование Сд 2 типа связано с ухудшением функции эндотелия и развитием диабетической полинейропатии. Оба эти фактора способствуют вазодилатации дис-тального капиллярного русла, влекут за собой внутрисосудистую активацию тромбоцитов и снижение антиагрегационной активности стенки сосудов. Это приводит к появлению в сосудистом русле тромбоцитарных агентов, что усугубляет нарушения микроциркуляции и подтверждается исчезновением реакции амплитуд колебаний кожной температуры в нейрогенном и эндотелиаль-ном диапазонах частот на холодовой прес-сорный тест. Развитие критической ишемии и формирование гнойно-некротических поражений тканей стоп происходит при сохраненном кровотоке до периферии [2].
У пациентов с комбинированным поражением сосудов нижних конечностей трофические язвы стоп возникают в результате расстройств магистрального кровотока в сочетании с эндотелиальной дисфункцией [4]. Это проявляется отсутствием адекватного
восстановления амплитуды колебаний кожной температуры в эндотелиальном диапазоне частот после проведенного прессорного теста. Прогрессирование заболевания ведет к возникновению диабетической полиней-ропатии, которая проявляет себя аномальным ответом микроциркуляторного русла на локальную гипотермию в нейрогенном диапазоне частот (повышение уровня амплитуд колебаний кожной температуры во время прессорного теста), что не противоречит данным других авторов [2]. Исчезновение реакции амплитуд колебаний кожной температуры в эндотелиальном диапазоне частот на холодовую пробу свидетельствует об одновременном усугублении эндотелиальной дисфункции.
Выводы
1. Развитие язвенных дефектов стоп у больных СД 2 типа сочетается с нарушениями микроциркуляции нижних конечностей, обусловленными изменением нейрогенного механизма вазорегуляции, а дальнейшее присоединение эндотелиальной дисфункции влечет за собой прогрессирование трофических расстройств.
2. При комбинированном поражении сосудов нижних конечностей формированию трофических язв предшествуют расстройства магистрального кровотока в сочетании с эндотелиальной дисфункцией. Последующее развитие нарушений нейрогенного механизма вазорегуляции провоцирует возникновение гнойно-некротических осложнений.
3. Исследование амплитуд колебаний кожной температуры с использованием вей-влет-анализа и холодовой пробы у больных с синдромом диабетической стопы служит методом контроля за состоянием нейроген-ного и эндотелиального механизмов регуля-
ции сосудодвигательной функции микро-циркуляторного русла и может быть использовано для оценки эффективности проводимого лечения.
Библиографический список
1. Бреговский В. Б., Зайцев А. А, Залевская А. Г. Поражения нижних конечностей при сахарном диабете. СПб.: Изд-во «Диля» 2004; 272.
2. Крупаткин А И., Сидоров В. В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: руководство для врачей. М.: Медицина 2005; 256.
3. Подтаев С. Ю, Попов А. В, Морозов М. К, Фрик П. Г. Исследование микроциркуляции крови с помощью вейвлет-анализа колебаний температуры кожи. Регионарное кровообращение и микроциркуляция 2009;
8 (3): 14-20.
4. Чепеленко Г. В. Патогенез атеросклероза у больных без нарушения липидного обмена: гипотеза утилизации холестерина и образования атероматозной бляшки. Ангиология и сосудистая хирургия 2003;
9 (3): 20-25.
5. Levin M. E. Prevention and treatment of diabetic foot wounds. Wound Ostomy Continence Nurs. 1998; 25 (3): 129-146.
6. Luscher T. F, Creager M. A., Beckman J. A. Diabetes and vascular disease: pathophysiology, clinical consequences, and medical therapy: Part II. Circulation 2003; 108 (13): 1655-1661.
7. Thrainsdottir S, Malik R. A., Dahlin L B. Endoneurial capillary abnormalities presage deterioration of glucose tolerance and accompany peripheral neuropathy in man. Diabetes 2003; 52 (10): 2615-2622.
Материал поступил в редакцию 08.08.2012
