Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Кровоток в сосудах предплечья и кисти у пациентов с артериовенозной фистулой для гемодиализа

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Кровоток в сосудах предплечья и кисти у пациентов с артериовенозной фистулой для гемодиализа"

На правах рукописи

ГУРКОВ Александр Сергеевич

КРОВОТОК В СОСУДАХ ПРЕДПЛЕЧЬЯ И КИСТИ У ПАЦИЕНТОВ С АРТЕРИОВЕНОЗНОЙ ФИСТУЛОЙ ДЛЯ ГЕМОДИАЛИЗА

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

13 MAP 2014

Санкт-Петербург 2014

005545990

005545990

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук

Научный руководитель Лобов Геннадий Иванович,

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты Петрищев Николай Николаевич,

доктор медицинских наук, профессор кафедры патофизиологии и клинической патофизиологии Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И. П. Павлова

Самойленко Анатолий Васильевич,

доктор медицинский наук, ведущий научный сотрудник лаборатории системного и регионарного кровообращения Института экспериментальной медицины Российской академии медицинских наук

Ведущая организация Ростовский государственный медицинский

университет

Защита состоится «24» марта 2014 г. в 11 часов на заседании

Диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертация (Д 002.020.01) при Институте физиологии им. И.П.Павлова РАН (199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института физиологии им. И.П.Павлова РАН (г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6).

Автореферат разослан «20» февраля 2014 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор биологических наук

Н.Э. Ордян

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Хроническая почечная недостаточность в терминальной стадии (ТХПН) - конечная стадия заболеваний почек, частота которых составляет 5-6% в структуре общей заболеваемости. За период с 2000 по 2010 г количество больных с ТХПН в мире возросло более чем в 2 раза и составило более 2 млн человек (Захарова Е.В., 2010; Бикбов Б.Т., Томилина H.A., 2011; Elliott R.W., 2012). ХПН занимает среди хронических неинфекционных болезней особое место, поскольку она в терминальной стадии приводит к необходимости применения диализа и пересадки почки (Рябов С.И., 2000; Панкратенко Т.Е., 2012; Tordoir J., Canaud В., Haage P. et al., 2007). В 2010 году в мире заместительную почечную терапию получали 1,979 млн человек, 69% из них лечились гемодиализом (Harambat J., 2012). Длительность и качество жизни больных с ТХПН, получающих лечение гемодиализом, зависят от множества факторов, важнейшим из которых является качество постоянного сосудистого доступа (ПСД). Лучшим вариантом ПСД является нативная артериовенозная фистула (АВФ), которая обеспечивает адекватный кровоток для проведения гемодиализа, функционирует многие годы и имеет минимум осложнений (Мойсюк Я.Г., Беляев А.Ю., 2004; Dorsett-Martin W.A., 2006; Allon M., Lok C.E., 2007).

При решении вопроса о формировании ПСД для проведения программного гемодиализа у пациентов с ТХПН сосудистые хирурги ориентируются прежде всего на решение главной, жизненно важной задачи для пациента — создание доступа, который обеспечит адекватный кровоток для гемодиализа на протяжении длительного времени. В результате формирования дистальной АВФ кровь из лучевой артерии поступает в фистульную вену, при этом кровоснабжение тканей кисти ухудшается. К настоящему времени имеется обширный клинический материал с результатами исследований кровотока по проксимальной и дистальной частям лучевой артерии и фистульной вене на протяжении 3-6 месяцев после формирования АВФ (Танеева А.Т., Танеев Т.С., 2007; Johnson С.Р., Zhu Y.R., Matt С. et al., 1998; Sahin L„ Gui R., Mizrak A. et al., 2011). Эти исследования в основном были проведены с целью контроля изменений диаметра сосудов и определения адекватности кровотока по фистульной вене для проведения гемодиализа, без учета проблемы кровоснабжения тканей кисти. Поэтому очевидна необходимость проведения исследования, направленного на изучение параметров кровотока в сосудах микроциркуляторного русла (МЦР) кисти и механизмов его регуляции после формирования у пациентов с ТХПН радиоцефалической АВФ для гемодиализа.

Степень разработанности темы исследования

После операции пациенты, в силу специфики организации лечения больных с ТХПН, как правило, выбывают из поля зрения сосудистых хирургов и в дальнейшем находятся под наблюдением врачей диализных центров. Отчасти по этой причине, систематических продолжительных исследований кровотока по сосудам предплечья после формирования АВФ у пациентов с ТХПН мало, а их

результаты - противоречивы (Daugirdas J. T., 2006; Falk A., 2011; Khavanin Z.M., Gholipour F., Naderpour Z. et al., 2012).

Особенностью последних десятилетий является значительное увеличение среди больных с ТХПН пожилых пациентов, пациентов с диабетом и обширным атеросклерозом сосудов (Рябов, С.И., 2000; Lin S.L., Huang С.Н., Chen H.S. et al., 1998). Как следствие этого, у значительной части пациентов (от 25% до 53%) кровоток в фистульной вене увеличивается медленно и не достигает величин, необходимых для проведения эффективного гемодиализа (Allon М., Robbin M.L., 2002; Shukla P.A., Contractor S., Huang J.T. et al., 2012). По этим же причинам у 45% гемодиализных пациентов выявляется недостаточность артериального кровоснабжения кисти, а у каждого пятого обнаруживается синдром «обкрадывания», приводящий к нарушению функции кисти, повреждению пальцев и даже к их ампутации (Wixon C.L., Hughes J.D., Mills J.L., 2000; Schanzer H., Eisenberg D., 2004; Mascia S., Spiezia S., Assanti A.J. et al., 2010). Принято считать, что синдром «обкрадывания» у гемодиализных пациентов обычно проявляется при избыточном кровотоке по АВФ (Mascia S., Spiezia S., Assanti A. J. et al., 2010; Corfïeld L., Müller J., Ryan J. et al., 2012). Однако y значительной части пациентов с синдромом «обкрадывания» объемный кровоток по фистульной вене находится в пределах среднестатистических величин. Для понимания механизмов развития синдрома «обкрадывания» необходима информация о кровотоке в сосудах МЦР тканей кисти руки с АВФ, однако подобных исследований крайне мало (Sheriff М.Н., Naik R.B., Warren D.J., 1978; Korsheed S., Crowley L.E., Fluck R.J. et al., 2013). Вопросы о кровотоке в сосудах МЦР, механизмах его регуляции и кислородном обеспечении тканей кисти у пациентов с ТХПН после создания АВФ для гемодиализа остаются открытыми.

Цель исследования — физиологическое обоснование алгоритма обследования гемодиализных пациентов с радиоцефалической АВФ с целью ранней диагностики развивающейся ишемии тканей кисти посредством анализа параметров и механизмов регуляции кровотока в сосудах микроциркуляторного русла кожи кисти и их взаимосвязи с изменениями кровотока в артериях и венах предплечья после формирования АВФ для гемодиализа.

Задачи исследования:

1. Исследовать объемный кровоток по артериям предплечья и фистульной вене у пациентов с почечной недостаточностью после формирования у них радиоцефалической артериовенозной фистулы для гемодиализа.

2. Оценить параметры кровотока в сосудах микроциркуляторного русла кисти у пациентов с почечной недостаточностью на дооперационном этапе и после формирования артериовенозной фистулы для гемодиализа.

3. Изучить механизмы регуляции кровотока в сосудах микроциркуляторного русла кисти у пациентов с почечной недостаточностью после формирования артериовенозной фистулы.

4. Определить уровень кислородной сатурации крови в сосудах микроциркуляторного русла кисти, экстракцию кислорода и потребление кислорода тканями кисти у пациентов с почечной недостаточностью на дооперационном этапе и после формирования артериовенозной фистулы для гемодиализа.

5. Исследовать особенности кровотока в крупных сосудах предплечья и микрососудах кисти и механизмы его регуляции у гемодиализных пациентов с синдромом «обкрадывания».

Научная новизна работы

Впервые у больных с почечной недостаточностью получены данные о кровотоке в сосудах микроциркуляторного русла тканей кисти на дооперационном этапе и после формирования у них радиоцефалической артериовенозной фистулы для гемодиализа.

Впервые дана оценка и проведен анализ механизмов регуляции кровотока в микрососудистой сети тканей кисти у пациентов с почечной недостаточностью на дооперационном этапе и после формирования у них артериовенозной фистулы для гемодиализа.

Впервые показано, что одной из причин развития синдрома «обкрадывания» у гемодиализных пациентов может быть снижение адаптационных резервов микроциркуляторного русла тканей кисти вследствие недостаточной эффективности симпатической регуляции микрососудов.

Определены параметры кровотока по артериям и венам предплечья у пациентов с почечной недостаточностью после формирования артериовенозной фистулы для гемодиализа.

Получены данные, характеризующие кислородную сатурацию крови, экстракцию и скорость потребления кислорода тканями кисти у пациентов с почечной недостаточностью после формирования артериовенозной фистулы для гемодиализа.

Теоретическая и практическая значимость исследования

Установлена зависимость объемного кровотока по фистульной вене от диаметра лучевой артерии на дооперационном этапе.

Определены основные закономерности распределения потока крови в артериях и венах предплечья после формирования радиоцефалической артериовенозной фистулы для гемодиализа.

Определены основные закономерности изменения параметров и регуляции кровотока в микроциркуляторном русле тканей кисти после формирования радиоцефалической артериовенозной фистулы для гемодиализа.

Выделены диагностические критерии из числа показателей лазерной допплеровской флоуметрии, дающие возможность выявить из общей массы гемодиализных пациентов больных, предрасположенных к развитию синдрома «обкрадывания».

Обоснована необходимость периодического обследования гемодиализных пациентов на предмет определения параметров кровотока и напряжения механизмов его регуляции в сосудах микроциркуляторного русла кисти на руке с артериовенозной фистулой.

Результаты исследования, методика и алгоритм обследования гемодиализных пациентов с применением лазерной допплеровской флоуметрии используются в практической работе в учреждениях здравоохранения -Московском городском центре трансплантологии почки ГКБ № 7 ДЗМ, диализном центре Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И.Мечникова, диализном центре Fresenius Medical Саге (Санкт-Петербург, Северный пр., д. 1).

Положения, выносимые на защиту

1. ТХПН сопровождается снижением перфузии тканей кисти вследствие увеличения тонуса артериол, вызванного дисфункцией эндотелия и усилением нейрогенной модуляции микрососудов.

2. После формирования радиоцефалической артериовенозной фистулы для гемодиализа кровоток в дистальной части лучевой артерии изменяет направление и становится ретроградным, кровоснабжение тканей кисти осуществляется только по локтевой артерии.

3. Адаптация тканей кисти к ишемии после формирования артериовенозной фистулы осуществляется посредством двух механизмов: 1) расширения сосудов микроциркуляторного русла вследствие повышения концентрации в крови вазодилататоров, продуцируемых эндотелиальными клетками сосудов бассейна локтевой артерии, 2) спазма артериоло-венулярных шунтов и увеличения капиллярного кровотока.

4. Кислородная сатурация крови в сосудах микроциркуляторного русла гемодиализных пациентов снижается, потребление кислорода тканями кисти остается относительно постоянным вследствие повышения экстракции кислорода из крови.

5. Снижение адаптационных резервов микроциркуляторного русла тканей кисти вследствие недостаточной эффективности симпатической регуляции микрососудов является одной из причин развития синдрома «обкрадывания» у гемодиализных пациентов.

Личный вклад соискателя

Автор в качестве оперирующего хирурга формировал у пациентов с ТХПН, направленных для лечения гемодиализом, анастомозы между лучевой артерией и головной веной и лично осуществлял исследование кровотока в крупных сосудах предплечья и сосудах МЦР кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе и после формирования АВФ, анализировал результаты доплеровского исследования крупных сосудов и лазерной допплеровской флоуметрии тканей кисти на всех этапах обследования. Им создана компьютерная база данных, самостоятельно проведен статистический анализ и

интерпретация данных, на основании которых сформулированы положения и выводы. В публикациях, подготовленных в соавторстве, личный вклад соискателя составляет 75 %.

Апробация результатов диссертации.

Результаты проведенных исследований представлены в виде докладов и обсуждены на: 1. VII международной научно-практической конференции «Найновите постижения на европейската наука, 2011 г., София, Болгария; 2. III съезде физиологов СНГ, 2011 г., Москва-Ялта, Украина; 3. Международной нефрологической конференции «Белые ночи- 2011», 2011 г., Санкт-Петербург, Россия; 4. VIII международной конференции «Системное кровообращение, микроциркуляция и гемореология», 2011 г., г. Ярославль, Россия; 5. X международной конференция по проблемам сосудистой хирургии «Актуальные вопросы сосудистой хирургии», 2011 г., г. Барнаул, Россия; 6. Международном симпозиуме "Актуальные аспекты заместительной почечной терапии", 2011 г., г. Нетания. Израиль; 7. VIII Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем», посвященной 220-летию со дня рождения академика К.М.Бэра, 2012 г., Санкт-Петербург, Россия; 8. IX международной конференции «Микроциркуляция и гемореология», 2013 г., г. Ярославль, Россия; 9. Международной научной конференции «Фундаментальные науки - медицине», 2013 г., Минск, Беларусь; 10. XXVIII международной конференции «Новые направления и отдаленные результаты открытых и эндоваскулярных вмешательств в лечении сосудистых больных», 2013 г., г. Новосибирск, Россия.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ: 3 статьи - в научных рецензируемых журналах, входящих в список ВАК, 2 статьи - в материалах международных научных конференций, 4 тезисов докладов на научных конференциях.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, литературного обзора, описания методов исследования, четырех глав собственных исследований, обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, перечня условных обозначений и приложений. Диссертация изложена на 189 страницах и иллюстрирована 38 рисунками и 21 таблицей. Список литературы содержит 257 источников, в том числе 62 отечественных и 195 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

Исследования проведены в отделении хронического гемодиализа городской клинической больницы № 31, диализном центре Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И.Мечникова и диализном центре Fresenius Medical Саге (Санкт-Петербург, Северный пр., д. 1). Все пациенты, дали свое согласие на проведение исследований и публикацию

полученных данных. Для решения задач, поставленных в исследовании, было обследовано 365 пациентов (181 мужчина и 184 женщины) в возрасте от 26 до 68 лет (средний возраст 46 лет) с ХПН в терминальной стадии, получавших лечение в период с 2008 по 2012 годы.

Диаметр лучевой и локтевой артерий, головной вены и объемный кровоток по этим сосудам исследовали с помощью стационарного цветного УЗИ-сканера Vivid 3 (General Electric Medical Systems, US) или портативного сканера DC-5 (Mindray). Протокол проведения исследования предусматривал сканирование исследуемой области в B-режиме, в допплеровском режиме и режиме цветового допплеровского картирования кровотока (Bay W.H., Henry M.L., Lazarus J.M. et al. 1998; Asif A., Roy-Chaudhury P., Beathard G.A., 2006). В исследовании применяли линейные датчики с частотой 7 МГц, которые позволяли адекватно регистрировать скорость кровотока до 2 м/с. С помощью УЗИ-сканера непосредственно измеряли максимальную линейную скорость тока крови по исследуемым сосудам, а затем, с учетом диаметра сосудов, измеренного в B-режиме, определяли объемную скорость кровотока посредством применения стандартных программ, заложенных в программное обеспечение ультразвукового аппарата.

Кровоток в сосудах МЦР тканей кисти оценивали с помощью многофункционального лазерного диагностического комплекса J1AKK-M (ЛАЗМА, Россия). Анализатор микроциркуляции J1AKK-M позволял одновременно измерять перфузию ткани кровью, сатурацию крови кислородом и тканевой гематокрит. Оценка перфузии осуществлялась методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). Коротковолновое лазерное излучение, применяющееся в комплексе ЛАКК-М, позволяло получить отраженный сигнал от отдельных эритроцитов из слоя ткани толщиной около 1 мм и объемом около 1мм3. В таком объеме обычно содержится артериолы, метаартериолы. прекапиллярные сфинктеры, капилляры, венулы и артериоловенулярные анастомозы, т.е. сосуды, относящиеся к МЦР (Braverman I.M., 2000). Поскольку сигнал, регистрируемый анализатором, формировался в результате отражения излучения от массы эритроцитов, движущихся с разными скоростями в разных направлениях и по-разному количественно распределенных в сосудах МЦР, при ЛДФ-метрии применялся алгоритм усреднения. На выходе прибора формировался сигнал, амплитуда которого пропорциональна средней скорости движения эритроцитов и их количеству. Анализатор автоматически рассчитывал средний уровень перфузии ткани (показатель микроциркуляции, ПМ), среднеквадратическое отклонение ПМ (о) и коэффициент вариации (Kv), характеризующий напряжение процессов модуляции микрокровотока. Анализатор за время исследования осуществлял десятки тысяч измерений микрокровотока, что позволяло при последующей математической обработке материала проводить анализ механизмов регуляции микрокровотока и оценивать миогенный, нейрогенный и эндотелийзависимый тонус сосудов МЦР (Крупаткин А.И., Сидоров В. В., 2005; Kvandal P., Stefanovska A., Veber М. et al., 2003).

В спектрофотометрическом канале комплекса JIAKK-M применялись лазерные источники на длинах волн излучения 0,53 и 0,65 мкм. Этот канал позволял оценивать средний уровень кислородной сатурации крови (S02) в МЦР исследуемой ткани и тканевой гематокрит. Оценка S02 в анализаторе основана на разнице в оптических свойствах оксигемоглобина и дезоксигемоглобина, содержащихся в крови микрососудов исследуемой ткани при зондировании в зеленом и красном диапазонах излучений (Крупаткин А.И., Сидоров В. В., 2013; Rajan V., Varghese В., van Leeuwen T.G. et al., 2009). Анализатор воспринимал одновременно информацию со всех звеньев МЦР, в связи с этим, кислородная сатурация крови, определяемая прибором, являлась величиной, усредненной по всему микрососудистому руслу.

Расчеты экстракции кислорода (ЭК) и скорости потребления кислорода (СПК) в тканях кисти проводили на основании данных спектрального вейвлет-анализа колебаний показателя микроциркуляции и кислородной сатурации крови (Крупаткин А.И., Сидоров В. В., 2013). При этом сатурацию артериальной крови измеряли с помощью канала пульсоксиметрии комплекса JIAKK М (исполнение 1).

Статистическая обработка данных

Для математической обработки ЛДФ-грамм применяли прилагаемое к комплексу ЛАКК-М стандартное программное обеспечение версии 3.0.2.376, работающее в операционной системе Windows ХР. Обработку полученных результатов проводили с помощью программы «EXCEL 2003». При статистическом анализе материала использовали пакет программ StatSoftSTATISTICA 6.1.478. Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием общеупотребительных методов параметрической и непараметрической статистики. Методы включали в себя оценку среднего арифметического (М), стандартное отклонение (±SD), Для оценки различий данных, полученных в разные сроки после формирования АВФ, применяли t-критерий Стьюдента и критерий Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Результаты исследования

Кровоток в артериях и венах предплечья после формирования АВФ

После формирования радиоцефалической АВФ внутренний диаметр сосудов предплечья и кровоток по ним существенно изменялись. В таблице 1 представлены данные о диаметре сосудов в нижней трети предплечья и объемном кровотоке по ним на дооперационном этапе и после формирования АВФ.

У 83,3% пациентов после формирования анастомоза между лучевой артерией и головной веной в дистальной части лучевой артерии регистрировали ретроградный кровоток, у остальных пациентов он оставался антеградным. В течение месяца число пациентов с ретроградным кровотоком в дистальной части

лучевой артерии возрастало до 92,4%, т.е у преимущественного большинства больных после формирования АВФ часть крови из локтевой артерии по артериальным дугам поступала в дистальную часть лучевой артерии и далее в фистульную вену, что создавало риск развития ишемии тканей кисти.

Таблица 1

Диаметр сосудов в нижней трети предплечья и объемный кровоток по ним до и после формирования АВФ

Сосуд Диаметр, мм Объемный кровоток, мл/мин

До формирования АВФ Через 15 мин после операции До формирования АВФ Через 15 мин после операции

Лучевая артерия выше анастомоза 2,2±0,21 (в месте будущего анастомоза) 2,7 ±0,28 22,3±2,47 (в месте будущего анастомоза) 201,3±26,42

Лучевая артерия ниже анастомоза 2,2±0,23 20,1±2,91 Ретроградный!

Головная вена 2,4±0,29 3,1 ±0,22 3,7±0,31 220,3±27,43

Локтевая артерия 2,4±0,19 2,7±0,22 29,5±2,6 3 49,2±4,16

Было установлено, что пригодность АВФ для проведения хронического гемодиализа в значительной мере определяется диаметром лучевой артерии и объемным кровотоком по ней на дооперационном этапе. АВФ, сформированные с участием лучевой артерии диаметром менее 2,0 мм, были пригодными для гемодиализа в 46% случаев, а более 2,0 мм - в 83%. Динамика объемного кровотока по проксимальной части лучевой артерии на протяжении 12 месяцев после формирования АВФ представлена на рисунке 1.

Ретроспективный анализ динамики кровотока по фистульной вене показал, что на пригодность АВФ для гемодиализа наряду с внутренним диаметром лучевой артерии оказывают влияние сопутствующие заболевания, сопровождающиеся патологическими изменениями стенки сосудов (атеросклероз, сахарный диабет). Из 365 пациентов у 42 кровоток в фистуле через 6 месяцев после ее формирования не достиг величины, необходимой для гемодиализа и АВФ у этих пациентов была признана несозревшей. Среди них у 11 ранее был выявлен атеросклероз сосудов, у 10 - сахарный диабет и у 9 — атеросклероз и сахарный диабет.

Кровоток в сосудах микроциркуляторного русла кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе

При изучении кровоснабжения тканей кисти у пациентов с ТХПН, мы исследовали кровоток в коже подушечки второго пальца руки, поскольку в этом участке кожи кисти представлены все виды сосудов МЦР, они хорошо иннервированы, и соответственно, в них представлены все виды активной модуляции микрокровотока: нервная, эндотелий-зависимая и миогенная (Zweifach В. W., 1974; Braverman I.M., 2000).

Исх. 15 мин 1 день 1 нед 1 мес Змее 6 мес 12 мес Время после формирования АВФ

| а Менее 2 мм^ □ 2 мм и более

Рисунок 1. Объемный кровоток по лучевой артерии выше анастомоза на протяжении 12 месяцев после формирования АВФ в двух группах пациентов (с исходным диаметром лучевой артерии менее 2 мм и более 2 мм). Разница в кровотоке достоверна на всех этапах обследования, р<0,01.

Средняя величина перфузии (ПМ) кожи подушечки второго пальца руки у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе составила 17,7±2,12 пф.ед, что значительно ниже по сравнению с соответствующим показателем у здоровых испытуемых (21,4±2,27 пф.ед.). Коэффициент вариации, характеризующий модуляцию микрокровотока, у пациентов с ТХПН был больше по сравнению с контролем, что свидетельствует об определенном напряжении модуляции микрокровотока в тканях кисти.

Анализ амплитудно-частотного спектра (АЧС) колебаний микрокровотока в коже второго пальца руки позволил выявить определенные различия модуляции микрокровотока у пациентов с ТХПН по сравнению со здоровыми. В частности, установлено, что эндотелийзависимый тонус (ЭЗКТ) микрососудов был на 18,2% выше по сравнению с контролем, что указывает на эндотелиальную дисфункцию, и, соответственно, констрикцию артерий и артериол (Вгас1с М„ 81еГапоузка А., 1998). Эндотелиальная дисфункция, по-видимому, и является основной причиной снижения перфузии тканей кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе.

Оценка функционального состояния МЦР кожи кисти у пациентов с ТХПН, сделанная на основании результатов функциональных проб, свидетельствует об уменьшении у них резерва кровотока (на 18,0±1,62%) и снижении реактивности микрососудов. Резерв нейромедиаторной регуляции микрососудистого русла у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе также был снижен в среднем на 18,7±1,74% по сравнению со здоровыми испытуемыми.

Содержание гемоглобина в тканях кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе было меньше на 17,2±1.91% по сравнению с контролем, что объясняется анемией, имеющей место у всех пациентов с ТХПН из-за снижения секреции эритропоэтина сморщенными почками. Кислородная сатурация крови в тканях кисти этих больных была меньше на 4,1±0,32% по сравнению с аналогичным показателем у здоровых людей. Экстракция кислорода в тканях кисти пациентов с ТХПН на дооперационном этапе оказалась сниженной на 10,2±1,03%, а скорость потребления кислорода тканями кисти - на 14,7±1,29% меньше по сравнению с контролем.

Параметры и модуляция кровотока в сосудах МЦР кисти у пациентов с ТХПН после формирования АВФ для гемодиализа

Создание анастомоза между лучевой артерией и головной веной приводило к снижению кровоснабжения тканей кисти. На рисунке 2 представлены типичные ЛДФ-грамма и АЧС колебаний микрокровотока в коже подушечки второго пальца руки пациента с ТХПН через 15 мин после формирования АВФ.

Рисунок 2. А - ЛДФ-грамма, Б - А ЧС колебаний микрокровотока в коже подушечка второго пальца руки пациента с ТХПН через 15 минут после формирования АВФ.

ПМ, характеризующий перфузию ткани, сразу же после формирования АВФ уменьшался в среднем на 24.2±2,11%. На протяжении первого месяца ПМ оставался относительно постоянным, а в последующем медленно снижался. Через 24 месяца после формирования АВФ ПМ в тканях кисти составил в среднем 63,2±4.47% от исходной величины. Коэффициент вариации после формирования АВФ возрастал в среднем на 26,3±2,41%, что свидетельствует о напряжении процессов модуляции микрокровотока. В дальнейшем коээфициент вариации продолжал увеличиваться, к 3 месяцам он достиг 170.4±11,73% от дооперационного уровня (рисунок 3).

Время после формирования АВФ

—Ку^Щ

Рисунок 3. Показатель микроциркуляции (М) и коэффициент вариации (Kv) в коже подушечки второго пальца руки у пациентов с ТХПН на протяжении 24 месяцев после формирования АВФ.

Показатели ПМ и K.v достаточно информативны для характеристики микрокровотока, в особенности при исследовании в динамике. Однако они дают лишь общую оценку базального микрокровотока в исследуемой ткани (Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2013). В то же время метод ЛДФ-мегрии дает возможность провести компьютерный анализ этих данных, построив АЧС колебаний микрокровотока во времени, что позволяет оценить тонус микрососудов и его составляющие (Bracic М., Stefanovska А., 1998; Bemjak А., Deitrick G.A., Bauman W.A. et al., 2011). Колебания кровотока нейрогенного, миогенного и эндотелиального происхождения прямо связаны с величинами просвета микрососудов, а, следовательно, и с тонусом гладких мышц (Häfner Н.М., Bräuer R., Radke С. et al., 2009). Уменьшение амплитуды осцилляции свидетельствует о повышении тонуса сосудистой стенки, и наоборот, ее увеличение является отражением снижения сосудистого тонуса.

Эндотелийзависимый компонент тонуса микрососудов после формирования анастомоза между артерией и веной снизился на 14±1,33% и продолжал снижаться на протяжении 6-12 месяцев (рисунок 4). Уменьшение ЭЗКТ микрососудов в тканях кисти явилось первой адаптивной реакцией сосудов МЦР на создание АВФ. Напряжение сдвига в локтевой артерии и ее ветвях значительно увеличивалось под влиянием возросшей скорости кровотока по ним, что, в соответствии с литературными данными (Ballermann B.J., Dardik А„ Eng Е. et al., 1998; Kvandal Р., Stefanovska A., Veber M. et al., 2003), способствовало усилению продукции эндотелиоцитами артерий NO. который с кровотоком поступал в сосуды МЦР и приводил к их дилатации. Минимального значения ЭЗКТ достиг к 3 месяцам функционирования АВФ, составив при этом 76±5,71% от дооперационного уровня. К этому времени у большинства

пациентов завершался процесс дилатации артерий и вен и кровоток по крупным сосудам предплечья стабилизировался.

Время функционирования АВФ

|дпш -¿-НТ-«-МТ -А-ЗЗКТ|

Рисунок 4. Динамика нейрогенного (НТ), миогенного (МТ) и эндотелий-зависимого тонуса микрососудов (ЭЗКТ) и показателя шунтирования (ПШ) в коже подушечки второго пальца руки пациентов с ТХПН на протяжении 24 месяцев после формирования АВФ.

Создание АВФ приводило к приросту нейрогенного тонуса (НТ) микрососудов кожи в среднем на 42,2±3,63%. В дальнейшем НТ продолжал возрастать, через 3 месяца он составил 165,6±13,71% от величины НТ, зарегистрированного до операции. Применение у части испытуемых за 1 час до обследования агадреноблокатора или ганглиоблокатора сопровождалось выраженным снижением НТ сосудов МЦР кисти, что дает основания полагать, что его увеличение у пациентов с ТХПН после формирования АВФ имеет преимущественно центральное происхождение.

Миогенный тонус (МТ) сосудов МЦР кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе оказался выше аналогичного параметра у здоровых в среднем на 16,4±1,88%. В ЛДФ-метрии понятие «миогенный тонус» включает две составляющих - гистомеханический (истинный миогенный) механизм и гистометаболический механизм регуляции тонуса, обусловленный прямым влиянием метаболитов на гладкомышечные клетки (Крупаткин А.И., Сидоров В. В., 2005). Повышение МТ микрососудов у пациентов с ТХПН связано, по-видимому, с накоплением метаболитов и дисбалансом электролитов в крови и интерстициальной жидкости. В первую очередь речь идет о гиперкалиемии, имеющей место у всех пациентов с ХПН (Рябов С.И., 2000). Известно, что повышение концентрации К+ во внеклеточной жидкости приводит к

деполяризации мембраны гладкомышечных клеток сосудов, их сокращению и повышению тонуса (Zweifach B.W., 1973; Braverman I.M. 2000).

После операции по формированию АВФ МТ сосудов МЦР несколько снижался, через 3 месяца после формирования АВФ МТ составил 85,8±5,39% от исходной величины, а в последующем практически не изменялся. Мы полагаем, что снижение МТ у пациентов с ТХПН явилось следствием гемодиализа и нормализации концентрации в интерстициальной жидкости ионов и метаболитов.

Соотношение МТ и НТ определяют величину важнейшего показателя, характеризующего организацию кровотока в микрососудистой сети исследуемой ткани — показателя шунтирования. ПШ характеризует распределение крови в МЦР: чем больше величина ПШ, тем больше крови протекает по артериоловенулярным анастомозам и меньше по капиллярам и наоборот (Крупаткин А.И., Сидоров В. В., 2013; Söderström Т., Stefanovska А., Veber М. et al., 2003). В контрольной группе ПШ был равен 1,51±0,14, а у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе ПШ составил 1,39±0,11. После формирования анастомоза ПШ в МЦР тканей кисти резко снижался, в среднем до 1,03±0,08. На протяжении трех месяцев функционирования АВФ ПШ продолжал снижаться, а в дальнейшем относительно стабилизировался на уровне 0,70±0,06. Основной причиной снижения ПШ в МЦР тканей кисти было увеличение НТ микрососудов. Подобная динамика ПШ после формирования АВФ является важнейшим элементом адаптации ткани к ограничению притока крови. В физиологических условиях мишенью нейрогенной регуляции в МЦР являются артериолы и артериоло-венулярные анастомозы, при этом в коже волярной поверхности пальцев иннервация анастомозов выражена сильнее (Roddie I.C., 1963). Снижение ПШ до величины меньше 1 свидетельствует о спазме артериоло-венулярных шунтов, что ведет к распределению потока крови в МЦР кожи преимущественно в сосуды обменного типа - капилляры (Крупаткин А.И., 2003). Таким образом, в условиях сниженного интегрального кровотока в тканях кисти после формирования АВФ, увеличение капиллярного кровотока способствует улучшению обменных процессов в тканях.

При исследовании микроциркуляции в клинике важно не только определить параметры базального микрокровотока и его модуляцию, но и оценить адаптационные резервы системы микроциркуляции. С этой целью у пациентов с ТХПН после формирования АВФ были проведены функциональные пробы (Крупаткин А.И., Сидоров В. В., 2013). При проведении дыхательной и постуральной проб было выявлено снижение амплитуды АПМ и увеличение времени реакции, что свидетельствует об уменьшении резервных возможностей и снижении реактивности сосудов МЦР тканей кисти у пациентов с ТХПН после формирования АВФ. При проведении окклюзионной пробы было показано увеличение времени полувосстановления кровотока и уменьшение резерва кровотока, что является доказательством снижения реактивности микрососудов прекапиллярного уровня и ухудшения функционального состояния

ноцицептивных С-афферентов (Козлов В.И., Азизов Г.А., Гурова O.A. и др., 2012; Крупаткин А.И., Сидоров В. В., 2013).

Резерв нейромедиаториой регуляции, который у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе составил 66,6±5,36% (в контроле - 85,3±7,1%), после формирования АВФ снижался на протяжении всего времени наблюдения и составил через 24 месяца 48,5+4,18%, что следует расценивать как следствие дисфункции сенсорных пептидергических нервных волокон, приводящее к ослаблению их регуляторных влияний на гладкие мышцы сосудов МЦР.

Результаты исследования кислородного обеспечения тканей кисти после формирования АВФ для гемодиализа

Данные, полученные при исследовании тканей кисти с помощью анализатора кровотока JIAKK-M, позволили рассчитать несколько показателей, характеризующих их кислородное обеспечение. Кислородная сатурация крови (S02) у пациентов с ТХПН, которая на этапе, предшествующем формированию АВФ, составила 68,1±2,31%, после операции снижалась на протяжении всего времени наблюдения. К концу первого года эксплуатации АВФ S02 в коже второго пальца кисти составляла в среднем 57,0±2,13%, т.е. снизилась на 1/6 по отношению к уровню кислородной сатурации на дооперационном этапе.

Кислородная сатурация крови, регистрируемая анализатором J1AKK-M, является интегральным показателем (среднее между S02 артериолярной, капиллярной и венулярной крови), а поскольку в микрососудистом русле венозной крови с низким S02 содержится в несколько раз больше, чем артериальной, то S02, измеренная анализатором, в большей степени характеризовала содержание кислорода в венозной крови. Поскольку S02 артериальной крови практически не изменяется (за исключением некоторых заболеваний органов дыхания) и, как правило, составляет постоянную величину, снижение оксигенации крови в коже второго пальца руки после формирования АВФ является доказательством увеличения экстракции кислорода (ЭК) из крови тканями кисти (Крупаткин А.И., Сидоров В. В., 2013).

Данные синхронного исследования колебаний микрокровотока и лазерной спектрофотометрии с последующим вейвлет-анализом позволили сделать расчеты ЭК и скорости потребления кислорода (СПК) в коже подушечки второго пальца руки. На дооперационном этапе ЭК в тканях кисти у пациентов с ТХПН составила 0,48±0,05 отн.ед. (в контроле - 0,51±0,04 отн.ед.), а СПК тканями кисти - 395±32,7 отн.ед. (в контрольной группе - 428±31,3 отн.ед). После формирования АВФ ЭК в тканях кисти возрастала, через 3 месяца ЭК составила 0,58±0,07 отн.ед или 121,3% от ее величины на дооперациоонном этапе. СПК тканями кисти снижалась синхронно с ПМ сразу же после формирования АВФ до 72,3±6,45% от уровня СПК на дооперационном этапе. В последующем, на протяжении 3-х месяцев СПК несколько повышалась, а в дальнейшем стабилизировалась на уроне около 80% от величины СПК на дооперационном этапе, несмотря на продолжающееся снижение перфузии (рисунок 5).

Время после формирования АВФ —•—ПМ -я—ЭК —А-СПК

Рисунок 5. Показатель микроциркуляции (ПМ), экстракция кислорода (ЭК) и скорость потребления кислорода (СПК) в коже подушечки второго пальца руки у пациентов с ТХПН после формирования АВФ для гемодиализа). Показатели представлены в % от га величины на дооперационном этапе.

Увеличению ЭК в тканях кисти после формирования АВФ, по нашему мнению, способствовали повышение спазм артериоловенулярных шунтов и расслабление прекапиллярных сфинктеров. Указанные изменения функционального состояния сосудов МЦР приводили к распределению потока крови преимущественно в сосуды обменного типа — капилляры, что улучшало газообмен в тканях кисти. Десатурации оксигемоглобина и диффузии кислорода в ткани способствовало и уникальное свойство гемоглобина - S-образная зависимость сатурации-десатурации оксигемоглобина от величины парциального давления кислорода (Winnefeld К., 1989). Снижение перфузии тканей кисти после формирования АВФ приводило к гипоксии, что способствовало десатурации гемоглобина и переходу высвобождаемого кислорода по градиенту парциального давления в ткани с низким его содержанием. Таким образом, несмотря на снижение к концу наблюдения перфузии тканей кисти на 35% по отношению к дооперационному уровню, механизмы адаптации на уровне сосудов МЦР позволили сохранить у основной массы пациентов удовлетворительный уровень кислородного обеспечения тканей.

Кровоток в сосудах предплечья и микроциркуляторного русла кисти у пациентов с синдромом «обкрадывания»

За время наблюдения 38 пациентам с АВФ был поставлен диагноз «синдром «обкрадывания». В течение первых трех месяцев после формирования АВФ синдром «обкрадывания» проявился у 13 пациентов. У большинства из

них ранее были выявлены заболевания, приводящие к повреждению стенки кровеносных сосудов (атеросклероз, сахарный диабет). Сосуды с патологически измененными стенками оказались не способными к дилатации и ремоделированию и не смогли обеспечить необходимый кровоток по артериям и фистульной вене. Слабое увеличение кровотока по локтевой артерии способствовало развитию критической ишемии в тканях кисти. ПМ в коже подушечки второго пальца руки с АВФ составил у этих пациентов в среднем 5,4±0,62 пф.ед.

У 13 пациентов причиной развития синдрома «обкрадывания» стал избыточный кровоток по анастомозу и фистульной вене (более 1000 мл/мин). Чрезмерная дилатация фистульной вены приводила к снижению ее гидродинамического сопротивления, увеличению сброса крови по пальмарным артериальным дугам из локтевой артерии в дистальную часть лучевой артерии и в фистульную вену, что способствовало ишемии тканей кисти. ПМ в коже подушечки второго пальца руки с АВФ у этих пациентов составил в среднем 5,1±0,73 пф.ед. В соответствии с литературными данными, это наиболее часто встречающаяся причина развития синдрома обкрадывания, при этом возрастает нагрузка на сердце и у части пациентов начинают проявляться признаки сердечной недостаточности (Гринев K.M., Енькина Т.Н., Лукичев Б.Г.и др., 1999).

У части пациентов (12 человек) причины развития синдрома «обкрадывания» оказались более сложными. У этих пациентов перфузия тканей кисти на протяжении всего времени наблюдения практически не отличалась от таковой у пациентов без признаков ишемии. В то же время анализ модуляции кровотока в МЦР тканей кисти в этой группе пациентов позволил выявить существенные различия по сравнению с основной массой гемодиализных пациентов. В частности, НТ микрососудов в тканях кисти на руке с АВФ в группе пациентов с синдромом «обкрадывания» составил через 6 месяцев после операции 119,2±9,37% от дооперационной величины (у пациентов без признаков ишемии - 164,3± 12,82%). В последующем НТ у них продолжал снижаться и к концу времени наблюдения составил 90,1±8,14% от дооперационного уровня (у пациентов без признаков ишемии - 155,4±13,76%). ПШ в микрососудистой сети тканей кисти на руке с АВФ у этих пациентов составил в среднем 1,24±0,14, что было значительно больше по сравнению с ПШ у пациентов без признаков ишемии (0,70±0,06). Большая величина ПШ является признаком дилатации артериоловенулярных шунтов МЦР исследуемой ткани (Крупаткин А.И., Сидоров В. В., 2005). Поскольку артериоловенулярные шунты имеют значительно более низкое гидродинамическое сопротивление по сравнению с капиллярами, кровоток в МЦР кисти у этих пациентов осуществлялся преимущественно по артериоловенулярным шунтам, что приводило к существенному ограничению нутритивного кровотока. Следствием недостаточного кровотока по капиллярам явилось уменьшение экстракции кислорода из крови, критическое снижение скорости потребления кислорода

тканями кисти, тяжелая гипоксия и развитие признаков синдрома «обкрадывания» (таблица 2).

Таблица 2

Показатель микроциркуляции, экстракция кислорода и скорость потребления кислорода в коже второго пальца руки у пациентов с синдромом «обкрадывания» на протяжении 24 месяцев после формирования АВФ

Показатель Время после формирования АВФ

Исх. 1 день 1 нед 1 мес 3 мес 6 мес 12 мес 24 мес

ПМ 100 76,2 ±6,8 77,3 ±7,1 75,3 ±6,9 70,7 ±6,9 65,8 ±6,3 64,4 ±5,9 62,6 ±6,2

ЭК 100 107,1 ±11,4 113,4 ±11,9 116,7 ±12,2 115,8 ±10,4 112,5 ±11,8 109,1 ±9,8 106,3 ±10,2

спк 100 73,4 ±6,3 77,7 ±6,9 78,4 ±7,6 76,8 ±7,5 72,7 ±6,9 67,3 ±6,8 60,4 ±6,2

Примечание: результаты представлены в % от величины соответствующих показателей на дооперационном этапе.

Наряду с ослаблением влияния симпатической нервной системы в МЦР кисти у этой группы пациентов с синдромом «обкрадывания» было выявлено уменьшение показателей функциональных проб, что свидетельствует о снижении реактивности микрососудов и резерва кровотока в МЦР тканей кисти. У них также было зафиксировано ухудшение функционального состояние С-афферентов и снижение резерва нейромедиаторной регуляции в тканях кисти.

ВЫВОДЫ

1. Пригодность артериовенозной фистулы для проведения гемодиализа в значительной степени определяются диаметром лучевой артерии на дооперационном этапе. Фистулы, сформированные с участием лучевой артерии диаметром более 2,0 мм, обеспечивает необходимый для гемодиализа кровоток в 2 раза чаще по сравнению с фистулами, созданными с участием лучевой артерии меньшего диаметра.

2. После формирования радиоцефалической артериовенозной фистулы кровоток в дисталыюй части лучевой артерии становится ретроградным, что свидетельствует о сбросе части крови, поступающей в кисть по локтевой артерии, в фистульную вену. Функционирование фистулы снижает перфузию тканей кисти в среднем на 22,5% по сравнению с дооперационным уровнем.

3. Формирование АВФ приводит к увеличению скорости кровотока по локтевой артерии, что стимулирует продукцию эндотелиоцитами вазодилатирующих факторов. Вазодилататоры, поступая с кровотоком в микрососудистое русло, способствуют дилатации артериол и прекапилляров и увеличению перфузии тканей кисти.

4. Ишемия в тканях кисти после формирования АВФ активирует регуляторные механизмы на уровне сосудов микроциркуляторного русла,

основным из которых является нервная регуляция. Повышение нейрогенного тонуса приводит к спазму артериоловенулярных шунтов и возрастанию капиллярного кровотока, увеличению экстракции кислорода из крови и поддержанию удовлетворительной скорости потребления кислорода тканями кисти

5. Развитию синдрома «обкрадывания» на руке с АВФ способствуют патологические изменения стенки кровеносных сосудов, избыточный кровоток по фистульной вене и снижение адаптационных резервов микроциркуляторного русла вследствие недостаточной эффективности симпатической регуляции микрососудов кисти.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С целью формирования оптимального варианта АВФ для программного гемодиализа при выборе руки целесообразно ориентироваться на следующие показатели, характеризующие состояние и кровоток в лучевой артерии: внутренний диаметр не менее 2,0 мм и кровоток не менее 20 мл/мин.

2. На дооперационном этапе одновременно с исследованием кровотока по сосудам предплечья рекомендуется исследование кровотока в микроциркуляторном русле кисти методом лазерной допплеровской флоуметрии. При проведении ЛДФ-метрии наряду с измерением базального микрокровотока и анализом механизмов его регуляции целесообразно проведение функциональных проб, позволяющих оценить адаптационные резервы микроциркуляторного русла.

3. По завершении операции или в ближайшем послеоперационном периоде, а в последующем — ежемесячно, на протяжении всего времени созревания АВФ рекомендуется исследование микрокровотока в тканях кисти. В случае выявления быстрого снижении нейрогенного тонуса сосудов микроциркуляторного русла кисти целесообразно проведение функциональных проб. Сочетание быстрого снижения нейрогенного тонуса микрососудов кисти и уменьшение резерва кровотока и резерва нейромедиаторной регуляции являются основанием для перевода пациентов в группу риска с последующим регулярным обследованием с целью раннего выявления признаков синдрома «обкрадывания» и проведением при необходимости корригирующих сосудистых операций.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА, СОДЕРЖАЩИХ ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1-А. Гурков A.C., Лобов Г.И. Региональная гемодинамика после формирования артериовенозной фистулы для гемодиализа// Современные проблемы науки и образования - 2011. - № 6. - Электронный ресурс: http://www.science-education.ru/100-5200 (список ВАК, ИФ - 0,188).

2-А. Лобов Г. И., Гурков А. С., Дворецкий Д. П. Микроциркуляторный кровоток в коже кисти у пациентов с артериовенозной фистулой, находящихся на лечении

программным гемодиализом// Регионарное кровообращение и микроциркуляция - 2012. - № 1(42). - С. 35-44 (список ВАК, ИФ - 0,241).

3-А. Гурков А., Лобов Г., Гуревич К. Кровоток в крупных сосудах предплечья и микрососудах кисти у пациентов на программном гемодиализе// Врач -2012. -N6. - С. 64-67 (список ВАК, ИФ - 0,219).

4-А. Лобов Г.И., Гурков A.C. Кровоток в сосудах микроциркуляторного русла кисти у пациентов с артериовенозной фистулой, находящихся на лечении хроническим гемодиализом. Научные труды III съезда физиологов СНГ. Москва-Ялта.-2011,- С. 136.

5-А. Гурков A.C., Лобов Г.И. Микроциркуляция в тканях кисти у пациентов с хронической почечной недостаточностью, находящихся на лечении программным гемодиализом// Материалы 7 международной научно-практической конференции «Актуальные достижения европейской науки». Том 30. Лекарство. София. Бял ГРАД-БГ. - 2011. - С. 53-59.

6-А. Лобов Г.И., Гурков A.C. Оценка микроциркуляции в коже кисти после создания артериовенозной фистулы у гемодиализных пациентов// Материалы VII международной конференции «Системное кровообращение, микроциркуляция и гемореология». Ярославль. - 2011. - С.162.

7-А. Лобов Г.И., Гурков A.C. Динамика кровотока в коже кисти пациентов с хронической почечной недостаточностью после формирования артериовенозной фистулы для проведения программного гемодиализа// Сб. тезисов VIII Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем». Санкт-Петербург. - 2012. - С. 66-67.

8-А. Лобов Г.И., Гурков A.C. Модуляция микрокровотока в кисти на руке с артериовенозной фистулой для гемодиализа у пациентов с хронической почечной недостаточностью// Материалы международной научной конференции «Микроциркуляцмя и гемореология». Ярославль. Изд. ЯШУ им. К.Д.Ушинского. - 2013. - С. 17.

9-А. Гурков A.C., Лобов Г.И. Динамика кровотока в микрососудах кисти у пациентов с ТХПН после создания артериовенозной фистулы для гемодиализа// Материалы международной научной конференции «Фундаментальные науки -медицине». Минск, Беларуская навука. - 2013. - С. 198-201.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АВФ артериовенозная фистула

АЧС амплитудно-частотный спектр колебаний кровотока в сосудах

микроциркуляторного русла ЛДФ лазерная допплеровская флоуметрия М средняя величина показателя микроциркуляции

МТ миогенный тонус сосудов микроциркуляторного русла МЦР микроциркуляторное русло

НТ нейрогенный тонус сосудов микроциркуляторного русла

ПМ показатель микроциркуляции

ПСД постоянный сосудистый доступ

ПШ показатель шунтирования

СПК скорость потребления кислорода

ТХПН хроническая почечная недостаточность в терминальной стадии

УЗИ ультразвуковое исследование

ХПН хроническая почечная недостаточность

ЭЗКТ эндотелийзависимый компонент тонуса сосудов

микроциркуляторного русла

ЭК экстракция кислорода

Ку коэффициент вариации

8С>2 сатурация крови кислородом

ДПМ амплитуда изменения показателя микроциркуляции

а среднеквадратическое отклонение показателя микроциркуляции

Подписано в печать 29.01.2014г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 3379.

Отпечатано в ООО «Издательство "JIEMA"» 199004, Россия, Санкт-Петербург, В.О., Средний пр., д. 24 тел.: 323-30-50, тел./факс: 323-67-74 e-mail: izd_lema@mail.ru http://www.lemaprint.ru

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата медицинских наук, Гурков, Александр Сергеевич, Санкт-Петербург

04201456325

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук

На правах рукописи

ГУРКОВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

КРОВОТОК В СОСУДАХ ПРЕДПЛЕЧЬЯ И КИСТИ ПОСЛЕ ФОРМИРОВАНИЯ АРТЕРИОВЕНОЗНОЙ ФИСТУЛЫ ДЛЯ ГЕМОДИАЛИЗА

03.03.01 - физиология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель доктор медицинских наук, профессор Лобов Геннадий Иванович

Санкт-Петербург 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................................................5

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ХРОНИЧЕСКОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ:

ПРОГРАММНЫЙ ГЕМОДИАЛИЗ КАК ОСНОВНОЙ МЕТОД

ЛЕЧЕНИЯ, ОСЛОЖНЕНИЯ ........................................................................................................12

1.1. Хроническая почечная недостаточность: этиология, распространение....................................................................................................................................12

1.2. Принципы лечения хронической почечной недостаточности..................................................................................................................................14

1.3. Программный гемодиализ................................................................................16

1.4. Анатомические особенности кровоснабжения предплечья

и кисти..........................................................................................................................................................18

1.5. Сосудистый доступ. Принципы формирования постоянного сосудистого доступа......................................................................................20

1.6. Артерио-венозная фистула................................................................................23

1.6.1. Формирование артериовенозной фистулы..........................25

1.6.2. Созревание артериовенозной фистулы..................................26

1.6.3. Эксплуатация артериовенозной фистулы............................29

1.7. Кровоток по артериям и венам предплечья после формирования АВФ........................................................................................................................30

1.8. Кровоток в сосудах микроциркуляторного русла кисти ... 31

1.8.1 Анатомия и физиология микрососудов кожи......................32

1.8.2. Регуляция кровотока в коже............................................................33

1.9. Синдром «обкрадывания»................................................................................36

1.10. Резюме..................................................................................................................................38

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ..................................................40

2.1. Объект исследования..................................................................................................40

2.2. Ультразвуковое исследование диаметра и состояния артерий и вен на предплечье и кровотока по ним......................................................44

2.3. Исследование кровотока в сосудах микроциркуляторного русла кисти..................................................................................................................................................46

2.3.1. Канал лазерной допплеровской флоуметрии диагностического комплекса ЛАКК-М..............................................................................47

2.3.2. Анализ ЛДФ-грамм....................................................................................52

2.3.3. Функциональные пробы........................................................................53

2.3.3.1. Дыхательная проба (проба с задержкой дыхания) ........................................................................................................................................................54

2.3.3.2. Постуральная (ортостатическая) проба....................54

2.3.3.3. Окклюзионная проба..................................................................55

2.3.3.4. Электростимуляционная проба........................................55

2.3.4. Канал оптической тканевой оксиметрии................................56

2.4. Расчет экстракции кислорода и скорости потребления кислорода тканями................................................................................................................................58

2.5. Процедура обследования............................................ 59

2.6. Статистическая обработка данных................................ 60

ГЛАВА 3. ДИАМЕТР ЛУЧЕВОЙ И ЛОКТЕВОЙ АРТЕРИЙ И ГОЛОВНОЙ ВЕНЫ И КРОВОТОК ПО НИМ ДО И ПОСЛЕ ФОРМИРОВАНИЯ АРТЕРИОВЕНОЗНОЙ ФИСТУЛЫ ДЛЯ ГЕМОДИАЛИЗА................................................................... 61

3.1. Особенности функционального состояния пациентов с терминальной стадией хронической почечной недостаточности........ 61

3.2. Клинико-лабораторная характеристика пациентов............ 62

3.3. Результаты исследования диаметра сосудов предплечья и кровотока по ним после формирования артериовенозной фистулы..... 63

3.5. Резюме................................................................... 74

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СОСУДОВ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА КИСТИ У ПАЦИЕНТОВ С ТХПН............................................................... 75

4.1. Параметры базального микрокровотока в тканях кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе............................... 76

4.2. Результаты функциональных проб при оценке микрокровотока в тканях кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе............................................................ 80

4.2.1. Результаты дыхательной пробы.............................. 81

4.2.2. Результаты постуральной пробы............................ 82

4.2.3. Результаты окклюзионной пробы........................... 84

4.2.4. Результаты электростимуляционной пробы............... 85

4.3. Результаты исследования кислородной сатурации крови и содержания гемоглобина в коже подушечки второго пальца............ 86

4.4. Результаты расчетов экстракции кислорода и скорости потребления кислорода в коже подушечки второго пальца............... 88

4.5. Резюме................................................................... 89

ГЛАВА 5. ПАРАМЕТРЫ И МОДУЛЯЦИЯ КРОВОТОКА В СОСУДАХ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА КИСТИ У ПАЦИЕНТОВ С ТХПН ПОСЛЕ ФОРМИРОВАНИЯ АВФ ДЛЯ ГЕМОДИАЛИЗА................................................................... 91

5.1. Параметры базального микрокровотока в коже подушечки второго пальца руки у пациентов с ТХПН после формирования АВФ для гемодиализа.................................................................... 92

5.2. Модуляция микрокровотока в коже подушечки второго пальца руки у пациентов с ТХПН после формирования АВФ........... 94

5.3. Результаты функциональных проб в различные сроки после формирования АВФ............................................................... 99

5.4. Результаты исследования кислородной сатурации крови и содержания гемоглобина в тканях кисти у пациентов с ТХПН после формирования АВФ для гемодиализа......................................... ЮЗ

5.5. Результаты расчетов экстракции кислорода и скорости

потребления кислорода в коже подушечки второго пальца у пациентов с ТХПН после формирования АВФ.............................. 106

5.6. Резюме.................................................................. 107

ГЛАВА 6. ПАРАМЕТРЫ И МОДУЛЯЦИЯ КРОВОТОКА В СОСУДАХ ПРЕДПЛЕЧЬЯ И МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОМ РУСЛЕ КИСТИ У ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ «ОБКРАДЫВАНИЯ»...... 111

6.1. Результаты исследования кровотока по крупным сосудам предплечья и сосудам микроциркуляторного русла кисти у пациентов

с синдромом «обкрадывания»................................................... 113

6.1.1. Пациенты с ишемией тканей кисти, выявленной на первой неделе после формирования АВФ.................................... 114

6.1.2. Пациенты с ишемией тканей кисти, выявленной на второй-четвертой неделях после формирования АВФ.................... П4

6.1.3. Пациенты с ишемией тканей кисти, выявленной в течение второго-третьего месяцев после формирования АВФ........... 114

6.1.4. Пациенты с ишемией тканей кисти, выявленной в течение четвертого-шестого месяцев после формирования АВФ....... 117

6.1.5. Пациенты с ишемией тканей кисти, выявленной в течение седьмого-двенадцатого месяцев после формирования АВФ ... 120

6.1.6. Пациенты с ишемией тканей кисти, выявленной в течение второго года после формирования АВФ........................... 120

6.2. Результаты функциональных проб................................ 123

6.2.1. Констрикторные пробы....................................... 123

6.2.2. Дилататорные пробы........................................... 125

6.3. Результаты исследования кислородной сатурации крови, содержания гемоглобина, экстракции и потребления кислорода в тканях кисти у гемодиализных пациентов с синдромом «обкрадывания».................................................................... 128

6.4. Резюме.................................................................. 131

ГЛАВА 7. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ...... 133

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................... 153

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ....................................... 156

ВЫВОДЫ........................................................................... 157

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ........................ 159

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА, СОДЕРЖАЩИХ ОСНОВНЫЕ

НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ.............................. 187

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ................................ 189

ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................... 191

ВВЕДЕНИЕ

Хроническая почечная недостаточность в терминальной стадии (ТХПН) -конечная стадия заболеваний почек, частота которых составляет 5-6% в структуре общей заболеваемости. За период с 2000 по 2010 г. количество больных с ТХПН в мире возросло более чем в 2 раза и составило более 2 млн. человек [9,19,103]. ХПН занимает среди хронических неинфекционных болезней особое место, поскольку она в терминальной стадии приводит к необходимости применения дорогостоящих методов заместительной почечной терапии (ЗПТ) - диализа и пересадки почки [35,39,40]. В 2010 году в мире ЗПТ получали 1,979 млн человек, из которых 1,362 млн лечились гемодиализом [118]. Длительность и качество жизни больных с ТХПН, получающих лечение гемодиализом зависят от множества факторов, важнейшим из которых является качество постоянного сосудистого доступа (ПСД). Известно, что лучшим вариантом ПСД является нативная артериовенозная фистула (АВФ), которая обеспечивает адекватный кровоток для проведения гемодиализа, функционирует многие годы и имеет минимум осложнений [30,47,66,101,176,185].

Актуальность исследования

В результате формирования дистальной АВФ кровь из лучевой артерии поступает в фистульную вену, а кровоснабжение тканей кисти осуществляется по локтевой артерии. Несмотря на широкое применение гемодиализа в лечении больных ТХПН, литературные данные о характере и параметрах кровотока по артериям и венам предплечья после формирования радиоцефалической АВФ противоречивы [95,149,250]. У значительной части гемодиализных пациентов выявляется недостаточность артериального кровоснабжения кисти: есть данные о том, что синдром Рейно имеет место у каждого второго пациента с радиоцефалической АВФ [97], а у каждого пятого обнаруживается синдром «обкрадывания». Последствия развившейся ишемии могут быть очень

тяжелыми и способны привести к потере функции кисти, повреждению пальцев, и даже к ампутации пальцев или всей руки [160,221].

Синдром «обкрадывания» у гемодиализных пациентов обычно проявляется при избыточном кровотоке по АВФ [94,160]. В то же время у части пациентов с синдромом «обкрадывания» объемный кровоток по фистульной вене находится в пределах среднестатистических величин. Объективным критерием для постановки диагноза «синдром «обкрадывания» могла бы послужить информация о кровотоке по сосудам микроциркуляторного русла (МЦР) в тканях кисти руки с АВФ, однако подобных исследований крайне мало [137,220]. Данных о кровотоке, сатурации крови кислородом в сосудах МЦР и кислородном обеспечении тканей кисти после создания АВФ для гемодиализа практически нет, а они необходимы для своевременной объективной диагностики развивающегося синдрома «обкрадывания» и своевременного проведения корригирующих сосудистых операций.

Таким образом, исследование параметров кровотока в сосудах микроциркуляторного русла тканей кисти и механизмов его регуляции после формирования АВФ для гемодиализа является актуальной проблемой современной медицины, что и послужило основанием для выполнения данного исследования.

Цель исследования

Совершенствование алгоритма обследования гемодиализных пациентов с радиоцефалической АВФ с целью ранней диагностики развивающейся ишемии тканей кисти посредством анализа параметров и механизмов регуляции кровотока в сосудах микроциркуляторного русла кожи кисти и их взаимосвязи с изменениями кровотока в артериях и венах предплечья после формирования АВФ для гемодиализа.

Задачи исследования

1. Изучить объемный кровоток по артериям предплечья и фистульной вене у пациентов с ТХПН после формирования у них радиоцефалической АВФ для гемодиализа.

2. Оценить параметры кровотока в сосудах МЦР кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе и после формирования АВФ для гемодиализа.

3. Исследовать механизмы регуляции кровотока в сосудах МЦР кисти у пациентов с ТХПН после формирования АВФ.

4. Определить уровень кислородной сатурации крови в сосудах микроциркуляторного русла кисти, экстракцию кислорода и потребление кислорода тканями кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе и после формирования АВФ для гемодиализа.

5. Исследовать особенности кровотока в крупных сосудах предплечья и микрососудах кисти, а также механизмы его регуляции у гемодиализных пациентов с синдромом «обкрадывания».

Объект и предмет исследования

Объектом исследования явились больные (365 человек) с ТХПН до и после формирования у них радиоцефалической АВФ для гемодиализа. Предметами исследования в нашей работе были: 1) параметры кровотока в сосудах предплечья и 2) параметры и механизмы регуляции кровотока в сосудах МЦР кисти на дооперационном этапе и после формирования АВФ для гемодиализа.

Научная новизна

Впервые у больных с ТХПН получены данные о кровотоке в сосудах микроциркуляторного русла тканей кисти на дооперационном этапе и после формирования у них радиоцефалической АВФ для гемодиализа.

Впервые дана оценка и проведен анализ механизмов регуляции кровотока в микрососудистой сети тканей кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе и после формирования у них АВФ для гемодиализа.

Впервые показано, что одной из причин развития синдрома «обкрадывания» у гемодиализных пациентов может быть снижение адаптационных резервов МЦР вследствие недостаточной эффективности симпатической регуляции микрососудов кисти.

Определены параметры кровотока по артериям и венам предплечья у пациентов с ТХПН после формирования артериовенозной фистулы для гемодиализа.

Получены данные, характеризующие кислородную сатурацию крови, экстракцию и скорость потребления кислорода тканями кисти у пациентов с ТХПН после формирования АВФ для гемодиализа.

Основные положения, выносимые на защиту

1. ТХПН сопровождается снижением перфузии тканей кисти вследствие увеличения тонуса артериол, вызванного дисфункцией эндотелия и усилением нейрогенной модуляции микрососудов.

2. После формирования радиоцефалической АВФ для гемодиализа кровоток в дистальной части лучевой артерии меняет направление и становится ретроградным, кровоснабжение тканей кисти осуществляется только по локтевой артерии.

3. Адаптация тканей кисти к ограничению притока артериальной крови после формирования АВФ происходит за счет двух механизмов: 1) дилатации сосудов МЦР вследствие повышения концентрации в крови оксида азота, продуцируемого эндотелиальными клетками сосудов бассейна локтевой артерии, 2) спазма артериоло-венулярных шунтов и увеличения капиллярного кровотока.

4. Кислородная сатурация крови в сосудах МЦР гемодиализных пациентов снижается; потребление кислорода тканями кисти остается относительно постоянным вследствие повышения экстракции кислорода из крови.

5. Снижение адаптационных резервов МЦР тканей кисти вследствие недостаточной эффективности симпатической регуляции микрососудов является одной из причин развития синдрома «обкрадывания» у гемодиализных пациентов.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. Установлена зависимость объемного кровотока по фистульной вене от диаметра лучевой артерии на дооперационном этапе.

2. Определены основные закономерности распределения потока крови в артериях и венах предплечья после формирования радиоцефалической АВФ для гемодиализа.

3. Определены основные закономерности изменения параметров и модуляции кровотока в МЦР кисти после формирования радиоцефалической АВФ для гемодиализа.

4. Выделены диагностические критерии из числа показателей лазерной допплеровской флоуметрии, дающие возможность выявить из общей массы гемодиализных пациентов больных, предрасположенных к развитию синдрома «обкрадывания».

5. Обоснована необходимость периодического обследования гемодиализных пациентов на предмет определения параметров кровотока и напряжения механизмов его регуляции в сосудах МЦР кисти на руке с АВФ.

6. Результаты исследования, методика и алгоритм обследования гемодиализных пациентов с применением лазерной допплеровской флоуметрии используются в практической работе в учреждениях здравоохранения:

- Московском городском центре трансплантологии почки ГКБ № 7 ДЗМ, Москва, Коломенский пр., дом 4;

- диализном центре Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И.Мечникова, Санкт-Петербург, Пискаревский пр., дом 47;

- диализном центре Fresenius Medical Саге, Санкт-Петербург, Северный пр., дом 1.

Личный вклад соискателя

Диссертант в составе операционной бригады формировал у пациентов с ТХПН, направленных для лечения гемодиализом, анастомозы между лучевой артерией и головной веной. Диссертант лично осуществлял исследование кровотока в крупных сосудах предплечья и сосудах МЦР кисти у пациентов с ТХПН на дооперационном этапе и после формирования АВФ, анализировал результат