microcirculationРегионарное кровообращение и микроциркуляцияRegional blood circulation and microcirculation1682-66552712-9756Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University10.24884/1682-6655-2022-21-3-56-63microcirculation-1102Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ (КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)ORIGINAL ARTICLES (CLINICAL INVESTIGATIONS)Нарушения микроциркуляторного кровотока в коже предплечья в острую фазу COVID-19 по данным лазерной допплеровской флоуметрииMicrocirculatory disorders in the forearm skin in the acute phase of COVID-19 according to laser Doppler flowmetryhttps://orcid.org/0000-0001-5140-568XФедоровичА. А.FedorovichA. A.

Федорович Андрей Александрович – канд. мед. наук, старший научный сотрудник Лаборатории микроциркуляции и регионарного кровообращения; старший научный сотрудник Лаборатории физиологии кардиореспираторной системы ибаромедицины

101990, Москва, Петроверигский пер., д. 10/3

123007, Москва, Хорошевское шоссе, д. 76А

Fedorovich Andrey A. – Candidate of Medical Sciences, Senior researcher laboratory of microcirculation and regional circulation; Senior research officer of the laboratory of physiology of the cardiorespiratory system and baromedicine

10/3, Petroverigskiy str., Moscow, 101990

76A, Khoroshevskoe highway, Moscow, 123007

faa-micro@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5690-4629МарковД. С.MarkovD. S.

Марков Дмитрий Сергеевич – д-р мед. наук, профессор, Министр здравоохранения

300045, г. Тула, ул. Оборонная, д. 114-г

Markov Dmitry S. – Doctor of Medical Sciences, Professor

114-g, Oboronnaia str., Tula, 300045

Dmitriy.Markov@tularegion.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0378-6697МалишевскийМ. В.MalishevskyM. V.

Малишевский Михаил Владимирович – доктор медицинских наук, профессор, зам. министра здравоохранения

300045, г. Тула, ул. Оборонная, д. 114-г

Malichevsky Michail V. – Doctor of Medical Sciences, Professor

114-g, Oboronnaia str., Tula, 300045

mihail.malishevskiy@tularegion.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2172-9373ЮдаковО. О.YudakovO. O.

Юдаков Олег Игоревич – зам. главного врача по лечебной работе

301247, Тульская область, г. Щекино, ул. Болдина, д. 1

Yudakov Oleg Yu. – Head of the Department

1, Boldina str., Tula Region, Shchekino, 301247

Vrach71schekino@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1423-214XГоршковА. Ю.GorshkovA. Yu.

Горшков Александр Юрьевич – канд.т мед. наук, руководитель Лаборатории микроциркуляции и регионарного кровообращения

101990, Москва, Петроверигский пер., д. 10/3

Gorshkov Alexander Yu. – Candidate of Medical Sciences, Head of the laboratory of microcirculation and regional circulation

10/3, Petroverigskiy str., Moscow, 101990

aygorshkov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-5313-7519БалдинА. В.BaldinA. V.

Балдин Александр Викторович – д-р техн. наук, профессор кафедры систем обработки информации и управления факультета информатики и систем управления

105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5

Baldin Alexandr V. – Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Information Processing and Control Systems, Faculty of Informatics and Control Systems

2nd Baumanskaya str., Moscow, Russia, 105005

bal@bmstu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8213-0102ЖукД. М.ZhukD. M.

Жук Дмитрий Михайлович – канд. техн. наук, доцент кафедры систем автоматизации проектирования факультета робототехники и комплексной автоматизации

105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5

Zhuk Dmitry M. – Candidate of Technical Sciences, associate Professor of the Department of Design Automation Systems, Faculty of Robotics and Integrated Automation

2nd Baumanskaya str., Moscow, 105005

zhuk@bmstu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7492-7966СпасеновА. Ю.SpasenovA. Yu.

Спасенов Алексей Юрьевич – младший научный сотрудник Лаборатории вибродиагностики

105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5

Spasenov Alexey Yu. – Junior researcher Vibrodiagnostics Laboratory

2nd Baumanskaya str., Moscow, Russia, 105005

a.spasenov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9830-8959КоролевА. И.KorolevA. I.

Королев Андрей Игоревич – младший научный сотрудник Лаборатории микроциркуляции и регионарного кровообращения

101990, Москва, Петроверигский пер., д. 10/3

Korolev Andrei I. – Junior researcher laboratory of microcirculation and regional circulation

10/3, Petroverigskiy str., Moscow, 101990

dr.korolev.andrei@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8277-0065КоптеловА. В.KoptelovA. V.

Коптелов Александр Викторович – канд. мед. наук, анестезиолог-реаниматолог

123423, Москва, ул. Саляма Адиля, д. 2/44

Koptelov Alexandr V. – Candidate of Medical Sciences, Anesthesiologist-Resuscitator of the City Clinical Hospital № 67 named after L. A. Vorokhobov

Salama Adilya str., 2/44, Moscow, 123423

akoptelov@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4453-8430ДрапкинаО. М.DrapkinaO. M.

Драпкина Оксана Михайловна – д-р мед. наук, профессор, академик РАН, директор

101990,Москва, Петроверигский пер., д. 10/3

Drapkina Oksana M. – Doctor of Medical Sciences, Professor, Academician of Russian Academy of Science, director

10/3, Petroverigskiy str., Moscow, 101990

drapkina@bk.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины» Министерства здравоохранения Российской Федерации; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Государственный научный центр Российской Федерации, Институт медико-биологических проблем“ Российской академии наук»РоссияNational Medical Research Center for Therapy and Preventive Medicine; The Russian Federation State Research Center – Institute of Biomedical Problems of the Russian Academy of SciencesRussian FederationМинистерство здравоохранения Тульской областиРоссияMinistry of Health of the Tula RegionRussian FederationГосударственное учреждение здравоохранения «Щекинская районная больница»РоссияShchekinskaya District HospitalRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияNational Medical Research Center for Therapy and Preventive MedicineRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана» Министерства образования и науки Российской ФедерацииРоссияMoscow State Technical UniversityRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана» Министерства образования и науки Российской ФедерацииРоссияMoscow State Technical University N. E. BaumanRussian FederationГосударственное бюджетное учреждение здравоохранения «Городская клиническая больница № 67 имени Л. А. Ворохобова»РоссияState budgetary healthcare institution City Clinical Hospital 67 named L. A. VorokhobovaRussian Federation2022121020222135663Copyright © Федорович А.А., Марков Д.С., Малишевский М.В., Юдаков О.О., Горшков А.Ю., Балдин А.В., Жук Д.М., Спасенов А.Ю., Королев А.И., Коптелов А.В., Драпкина О.М., 20222022Федорович А.А., Марков Д.С., Малишевский М.В., Юдаков О.О., Горшков А.Ю., Балдин А.В., Жук Д.М., Спасенов А.Ю., Королев А.И., Коптелов А.В., Драпкина О.М.Fedorovich A.A., Markov D.S., Malishevsky M.V., Yudakov O.O., Gorshkov A.Y., Baldin A.V., Zhuk D.M., Spasenov A.Y., Korolev A.I., Koptelov A.V., Drapkina O.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.microcirc.ru/jour/article/view/1102

Цель – изучить функциональное состояние микрососудов кожи предплечья в острую фазу COVID-19 методом лазерной допплеровской флуометрии (ЛДФ). Материалы и методы. В исследование вошли 53 пациента средней степени тяжести. Всем пациентам в течение 1-х суток госпитализации проводили ЛДФ с амплитудно-частотным фурье-анализом колебаний тканевой перфузии портативным прибором ЛДФ с дистанционной передачей данных по Bluetooth-протоколу. Группу сравнения (ГС) составили 28 здоровых испытуемых, сопоставимых по возрасту и полу. Результаты. У пациентов в острую фазу COVID-19 относительно ГС отмечается снижение амплитуды эндотелиальных вазомоций (Аэ) – 0,0149 и 0,0198 пф (p<0,00005), увеличение амплитуды миогенных вазомоций (Ам) – 0,078 и 0,061 пф (p<0,01), увеличение амплитуды пульсовых колебаний кровотока – 1,38 и 1,18 пф (p<0,01) и увеличение респираторно-связанных колебаний кровотока – 0,48 и 0,29 пф (p<0,000001) соответственно. Заключение. Системный воспалительный процесс в острую фазу COVID-19 на уровне микрососудистого русла кожи характеризуется: 1) вазомоторной дисфункцией микрососудистого эндотелия; 2) снижением перфузионной эффективности эндотелиального механизма регуляции; 3) снижением базального тонуса гладкомышечных клеток прекапиллярных артериол и капиллярных сфинктеров; 4) увеличением притока артериальной крови к капиллярному руслу; 5) нарушением оттока крови от микроциркуляторного русла с развитием венулярного полнокровия.

Aim – to study the functional state of the microvessels of the forearm skin in the acute phase of COVID-19 using the LDF method. Materials and methods. The study included 53 patients of moderate COVID-19. During the first day of hospitalization, all patients underwent LDF with amplitude-frequency Fourier analysis of tissue perfusion fluctuations using a portable LDF device with remote data transmission via Bluetooth protocol. The comparison group (CG) consisted of 28 healthy subjects matched in age and gender. Results. Patients in the acute phase of COVID-19, relative to CG, are noticed a decrease in the amplitude of endothelial vasomotions (Ae) – 0.0149 and 0.0198 PU (p<0.00005), an increase in the amplitude of myogenic vasomotions (Am) – 0.078 and 0.061 PU (p<0.01), an increase in the amplitude of blood flow pulse oscillations – 1.38 and 1.18 PU (p<0.01) and an increase in respiratory related blood flow oscillations – 0.48 and 0.29 PU (p<0.000001) respectively. Conclusion. The systemic inflammatory process in the acute phase of COVID-19 at the level of the skin microvasculature is characterized by: 1) vasomotor dysfunction of the endothelium; 2) a decrease of the perfusion efficiency of the endothelial regulation mechanism; 3) a decrease of the basal tone of smooth muscle cells of precapillary arterioles and capillary sphincters; 4) an increase of arterial blood flow to the capillary bed; 5) violation of the blood outflow from the microvasculature with the development of venular plethora.

COVID-19микроциркуляциялазерная допплеровская флоуметрияэндотелиальная дисфункцияCOVID-19microcirculationlaser Doppler flowmetryendothelial dysfunctionReferencesРыбакова М. Г., Карев В. Е., Кузнецова И. А. Патологическая анатомия новой коронавирусной инфекции COVID-19: первые впечатления // Арх. патологии. – 2020. – Т. 82, № 5. – С. 5–15.Rybakova MG, Karev VE, Kuznetsova IA. Anatomical pathology of novel coronavirus COVID-19) infection. First impressions // Archive of patology. 2020;82(5):5–15. (In Russ.)]. Doi:10.17116/patol2020820515Chen W, Pan JY. Anatomical and pathological observation and analysis of SARS and COVID-19: microthrombosis is the main cause of death // Biol Proced Online. 2021;23(1):4. Doi: 10.1186/s12575-021-00142-yChen W, Pan JY. Anatomical and pathological observation and analysis of SARS and COVID-19: microthrombosis is the main cause of death // Biol Proced Online. 2021;23(1):4. Doi: 10.1186/s12575-021-00142-yСистемный эндотелиит при новой коронавирусной инфекции COVID-19: гендерные и перинатальные риски / И. З. Чхаидзе, Д. А. Лиознов, Н. Н. Петрищев, Д. А. Ниаури // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2021. – Т. 20, № 4. – С. 4–13.Chkhaidze IZ, Lioznov DA, Petrishchev NN, Niauri DA. Systemic endotheliitis in terms of novel coronavirus infection COVID-19: gender-related and perinatal risks // Regional blood circulation and microcirculation. 2021;20(4):4–13. (In Russ.)]. Doi: 10.24884/1682-6655-2021-20-4-4-13.Власова Т. И., Петрищев Н. Н., Власов Т. Д. Дисфункция эндотелия как типовое патологическое состояние // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2022. – Т. 21, № 2. – С. 4–15.Vlasova TI, Petrishchev NN, Vlasov TD. Endothelial dysfunction as the typical pathological state // Regional blood circulation and microcirculation. 2022;21(2):4- 15. (In Russ.)]. Doi: 10.24884/1682-6655-2022-21-2-4-15.Natalello G, DeLuca G, Gigante L, Campochiaro C, De-Lorenzis E, Verardi L. et al. Nailfold capillaroscopy findings in patients with coronavirus disease 2019: Broadening the spectrum of COVID-19 microvascular involvement // Microvascular Research. 2021;(133):104071. Doi: 10.1016/i.mvr.2020.104071Natalello G, DeLuca G, Gigante L, Campochiaro C, De-Lorenzis E, Verardi L. et al. Nailfold capillaroscopy findings in patients with coronavirus disease 2019: Broadening the spectrum of COVID-19 microvascular involvement // Microvascular Research. 2021;(133):104071. Doi: 10.1016/i.mvr.2020.104071Karahan S, Aydin K, Cetinkaya A, Sirakaya A. Nailfold videocapillaroscopy in patients with COVID-19-associated pneumonia in intensive care units // J Coll Physicians Surg Pak. 2022;32(04):455–460. Doi: 10.29271/jcpsp.2022.04.455Karahan S, Aydin K, Cetinkaya A, Sirakaya A. Nailfold videocapillaroscopy in patients with COVID-19-associated pneumonia in intensive care units // J Coll Physicians Surg Pak. 2022;32(04):455–460. Doi: 10.29271/jcpsp.2022.04.455Ладожская-Гапеенко Е. Е., Храпов К. Н., Петрищев Н. Н. и др. Нарушение микроциркуляции у больных с тяжелым течением COVID-19, осложненным бактериальным сепсисом // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2021. – Т. 20, № 4. – С. 52–61.Ladozhskaya-Gapeenko EE, Khrapov KN, Petrishchev NN, Polushin YuS, Shlyk IV. Microcirculation disorders in patients with severe COVID-19 and development of bacterial sepsis // Regional blood circulation and microcirculation. 2021;20(4):52–61. (In Russ.). Doi: 10.24884/1682-6655-2021-20-4-52-61Invernizzi A, Schiuma M, Parulli S, Torre A, Zicarelli F, Colombo V. et al. Retinal vessels modifications in acute and post-COVID-19 // Scientific Reports. 2021;(11):19373. Doi: 10.1038/s41598-021-98873-1Invernizzi A, Schiuma M, Parulli S, Torre A, Zicarelli F, Colombo V. et al. Retinal vessels modifications in acute and post-COVID-19 // Scientific Reports. 2021;(11):19373. Doi: 10.1038/s41598-021-98873-1Rovas A, Osiaevi I, Buscher K, Sackarnd J, Tepasse Ph-R, Fobker M. et al. Microvascular dysfunction in COVID-19: the MYSTYC study // Angiogenesis. 2021;(24):145–157. Doi: 10.1007/s10456-020-09753-7Rovas A, Osiaevi I, Buscher K, Sackarnd J, Tepasse Ph-R, Fobker M. et al. Microvascular dysfunction in COVID-19: the MYSTYC study // Angiogenesis. 2021;(24):145–157. Doi: 10.1007/s10456-020-09753-7Favaron E, Ince C, Hilty M, Ergin B, Van der Zee P, Uz Z. et al. Capillary leukocytes, microaggregates, and the response to hypoxemia in the microcirculation of coronavirus disease 2019 patients // Critical Care Medicine 2021;49(4):661–670. Doi: 10.1097/CCM.0000000000004862.Favaron E, Ince C, Hilty M, Ergin B, Van der Zee P, Uz Z. et al. Capillary leukocytes, microaggregates, and the response to hypoxemia in the microcirculation of coronavirus disease 2019 patients // Critical Care Medicine 2021;49(4):661–670. Doi: 10.1097/CCM.0000000000004862.Tehrani S, Gille-Johnson P. Microvascular dysfunction in patients with critical COVID-19, a pilot study. Shock. 2021;56(6):964–968. Doi: 10.1097/SHK. 0000000000001803Tehrani S, Gille-Johnson P. Microvascular dysfunction in patients with critical COVID-19, a pilot study. Shock. 2021;56(6):964–968. Doi: 10.1097/SHK. 0000000000001803Sabioni L, De Lorenzo A, Lamas C, Muccillo F, Castro-Faria-Neto HC, Estato V, Tibrica E. Systemic microvascular endothelial dysfunction and disease severity in COVID-19 patients: Evaluation by laser Doppler perfusion monitoring and cytokine/chemokine analysis // Microvascular Research. 2021;(134):104119. Doi: 10.1016/j.mvr.2020.104119.Sabioni L, De Lorenzo A, Lamas C, Muccillo F, Castro-Faria-Neto HC, Estato V, Tibrica E. Systemic microvascular endothelial dysfunction and disease severity in COVID-19 patients: Evaluation by laser Doppler perfusion monitoring and cytokine/chemokine analysis // Microvascular Research. 2021;(134):104119. Doi: 10.1016/j.mvr.2020.104119.Mejia-Renteria H, Travieso A, Sagir A, Martinez-Gomez E, Carrascosa-Granada A, Toya T. et al. In-vivo evidence of systemic endothelial vascular dysfunction in COVID-19 // Int. J. Cardiology 2021;(345):153–155. Doi: 10.1016/j.ijcard.2021.10.140.Mejia-Renteria H, Travieso A, Sagir A, Martinez-Gomez E, Carrascosa-Granada A, Toya T. et al. In-vivo evidence of systemic endothelial vascular dysfunction in COVID-19 // Int. J. Cardiology 2021;(345):153–155. Doi: 10.1016/j.ijcard.2021.10.140.Федорович А. А. Микрососудистое русло кожи человека как объект исследования // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2017. – Т. 16, № 4. – С. 11–26.Fedorovich AA. Microcirculation of the human skin as an object of research. Regional blood circulation and microcirculation. 2022;21(2):4–15. (In Russ.). Doi: 10.24884/1682-6655-2017-16-4-11-26.Thorn CE, Kyte H, Slaff DW, Shore AC. An association between vasomotion and oxygen extraction // Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2011;301(2):H442–449. Doi: 10.1152/ajpheart.01316.2010Thorn CE, Kyte H, Slaff DW, Shore AC. An association between vasomotion and oxygen extraction // Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2011;301(2):H442–449. Doi: 10.1152/ajpheart.01316.2010

The authors declare that there are no conflicts of interest present.