References

microcirculation

Регионарное кровообращение и микроциркуляция

Regional blood circulation and microcirculation

1682-66552712-9756

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

10.24884/1682-6655-2013-12-2-15-25

microcirculation-793

Research Article

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ (КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)

ORIGINAL ARTICLES (CLINICAL INVESTIGATIONS)

Неинвазивная оценка вазомоторной и метаболической функции микрососудистого эндотелия в коже человека

Non-invasive evaluation of vasomotor and metabolic functions of microvascular endothelium in human skin

Федорович

А. А.

Fedorovich

A. A.

faa-micro@yandex.ru

Российский кардиологический научно-производственный комплекс; Государственный научный центр «Институт медико-биологических проблем»РоссияInstitute of Bio-Medical Problems Russian Academy of Science; Russian Cardiology Research and Production ComplexRussian Federation

2013

30062013

1221525

2013

Федорович А.А.

Fedorovich A.A.

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/793

Взаимосвязь метаболических и микрогемодинамических процессов в коже оценивали в процессе острого фармакологического теста с метаболически активным препаратом "Актовегин" у 28 здоровых добровольцев. Функциональное состояние артериолярно-венулярного отделов микрососудистого русла кожи правого предплечья оценивали при помощи лазерной допплеровской флоуметрии с вейвлет-анализом осцилляций кровотока, параметры капиллярного кровотока с использованием метода компьютерной капилляроскопии в ногтевом ложе 4-го пальца правой кисти. Метаболический эффект (улучшение утилизации тканями кислорода и глюкозы) сопровождался достоверным увеличением амплитуды вазомоций в диапазонах эндотелиального ритма на 98 % (p<0,00006), нейрогенного ритма на 50 % (p<0,003) и миогенного ритма на 54 % (p<0,03), увеличением скорости капиллярного кровотока на 90 мкм/с (p<0,02), уменьшением размера перикапиллярной зоны на 15 мкм (p<0,0002), снижением диастолического давления на 4 мм рт. ст. (p<0,03). Полученные результаты демонстрируют тесную взаимосвязь процессов метаболизма и микрогемодинамики и позволяют предположить, что амплитудная активность в диапазоне эндотелиального ритма (0,0095-0,021 Гц) при лазерной допплеровской флоуметрии отражает не только вазомоторную, но и метаболическую функцию эндотелия микрососудов.

Correlation between metabolic and microhemodynamic processes in skin was assessed through acute pharmacological test with metabolically active Actovegin in 28 healthy volunteers. Laser Doppler flowmetry in combination with wavelet analysis of blood flow oscillations was used to identify functional state of arteriolar-venular areas of microvascular bed in the right forearm skin; capillary blood flow parameters were assessed through computer capillaroscopy in the nail bed of the right hand 4th finger. The metabolic effect (improved oxygen uptake and glucose disposal by tissues) was accompanied by significant increase vasomotion in endothelial rhythm amplitude by 98 % (p<0.00006), neurogenic rhythm amplitude by 50 % (p<0.003) and myogenic rhythm amplitude by 54 % (p<0.03), with capillary blood flow rate increasing by 90 pm/s (p<0.04), pericapillary zone reducing by 15 pm (p<0.0001) and diastolic blood pressure dropping by 4 mmHg (p<0.02). These results show close correlation between metabolic and microhemodynamic processes, which suggests that the amplitude activity within the range of endothelial rhythm (0.0095-0.021 Hz) during laser Doppler flowmetry does not reflect solely vasomotor but also metabolic function of microvascular endothelium.

кожный кровотоклазерная допплеровская флоуметрияамплитудно-частотный вейвлет-анализкапилляроскопиякапиллярный кровотокэндотелиймикрогемодинамика и метаболизмвазомоцииskin bloodflowlaser dopplerflowmetryamplitude-frequency wavelet analysiscapillaroscopycapillary blood flowendotheliummicrohemodynamic and metabolismvasomotion

References1

Дисфункция эндотелия: причины, механизмы, фармакологическая коррекция / под ред. Н. Н. Петрищева. СПб.: СПбГМУ, 2003. 181 с.

Тихонова И. В. и др. Исследование эндотелийзависимых колебаний кровотока в микроциркуляторном русле кожи человека // Росс. физиолог. журн. им. И. М. Сеченова. 2006. № 92 (12). С. 1429-1435.

Anderson T. Assessment and treatment of endothelial dysfunction in humans / T. Anderson // J. Am. Coll. Cardiol. 2002. № 34. Р. 631-638.

Bernjak A. et al. Low-frequency bloodflow oscillations in congestive heart failure and after beta1-blocade treatment // Microvasc. Res. 2008. № 76. P. 224-232.

Borgos J. Principles of instrumentation: Calibration and technical issues laser Doppler. London; Los Angeles; Nicosia: Med-Orion Publishing Company, 1994. P. 3-16.

Braverman I. M. The cutaneous microcirculation: ultrastructure and microanatomical organization // Microcirculation. 1997. № 4 (3). P. 329-340.

Buerk D. G., Riva C. E. Vasomotion and spontaneous low-frequency oscillation in bloodflow and nitric oxide in cat optic nerve head // Microvasc. Res. 1998. № 55. P. 919-935.

Buchmayer F. et al. Actovegin®: a biological drug for more then 5 decades // Wien. Med. Wochenchr. 2011. № 161 (3-4). P. 80-88.

Celermajer D. S. et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis // Lancet. 1992. № 340. P. 1111-1115.

Chin-Dusting P. F. et al. Human forearm venous occlusion plethysmography: methodology, presentation and analysis // Clin. Sci. (Lond.). 1999. № 96. P. 439-440.

Ellsworth M. L., Pitmann R. N. Intraluminal gradient in microvascular oxygemoglobin saturation. Intern // J. Microcirc. Clin. Exp. 1984. № 3. P. 371-372.

Hayward C. S. et al. Assessment of endothelial function using peripheral waveform analysis // J. Am. Coll. Cardiol. 2002. № 40. P. 521-528.

Ivanov K. P et al. Direct measurements of pO2 of arterioles and capillaries of the brain // Pflug. Arch. 1982. № 393. P. 118-120.

Kvandal P. et al. Regulation of human cutaneous circulation evaluated by laser Doppler flowmetry, iontophoresis, and spectral analysis: importance of nitric oxide and prostangladines // Microvasc. Res. 2003. № 65. P. 160-171.

Kvernmo H. D. et al. Oscillations in the human cutaneous blood perfusion signal modified by endothelium-dependent and endothelium-independent vasodilators // Microvasc. Res. 1999. № 57. P. 298-309.

Meyer M. F. et al. Impaired 0.1-Hz vasomotion assessed by laser Doppler anemometry as an early index of peripheral sympathetic neuropathy in diabetes // Microvasc. Res. 2003. № 65. P. 88-95.

Naka K. K. et al. Flow-mediated changes in pulse wave velocity: a new clinical measure of endothelial function // Eur. Heart. J. 2006. № 27. P. 302-309.

Obermaier-Kusser B. et al. Further evidence for a two-step model of glucose-transport regulation. Inositol phosphate-oligosaccharides regulate glucose-carrier activity // Biochem. J. 1989. № 261. P. 699-705.

Sheppard L. W. et al. Oscillatory dynamics of vasoconstriction and vasodilation identified by time-localized phase coherence // Phys. Med. Biol. 2011. № 56. P. 3583-3601.

Stefanovska A. Self-organization of biological systems influenced by electrical current // Thesis, Faculty of Electrical Engineering, University of Ljubljana, Slovenia. 1992.

Stefanovska A. et al. Wavelet analysis of oscillations in peripheral blood circulation measured by Doppler technique // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1999. № 46. P. 1230-1239.

Stewart J. M. Noninvasive measure of microvascular nitric oxide function in humans using very low-frequency cutaneous laser Doppler flow spectra // Microcirculation. 2007. № 14. P. 169-180.

Tenland T. On Laser Doppler Flowmetry. Methods and Microvascular Application // Printed in Sweden by VTT-Gafiska, Vimmerby 1982.

Thorn C. E. et al. Is mean blood saturation a useful marker of tissue oxygenation? // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2009. № 296. P. H1289-H1295.

Thorn C. E. et al. An association between vasomotion and oxygen extraction // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2011. № 301. P. H442-H449.

Tikhonova I. V. et al. Time-amplitude analysis of skin bloodflow oscillations during the post-occlusive reactive hyperemia in human // Microvasc. Res. 2010. № 80. P. 58-64.

Vane J. R. The endothelium: maestro of blood circulation // Philos. Trans. R. Soc. Lond. 1994. № 343. P. 225-246.

Vane J. R. et al. Regulatory functions of the vascular endothelium // New Engl. J. Med. 1990. № 323. P. 27-36.

Widlansky M. E. et al. The clinical implications of endothelial dysfunction // J. Am. Coll. Cardiol. 2003. № 42. P. 1149-1160.

Ziegler D. et al. Treatment of symptomatic polyneuropathy with actovegin in type 2 diabetic patients // Diabet. Care. 2009. № 32. P. 1479-1484.

Zweifach, B. W. Quantitative studies of microcirculatory structure and function. I: Analysis of pressure distribution in the terminal vascular bed in cat mesentery // Circ. Res. 1974. № 34. P. 843-857.

Zweifach B. W. Quantitative studies of microcirculatory structure and function. II. Direct measurement of capillary pressure in splanchnic mesenteric vessels // Circ. Res. 1974. № 34. P. 858-866.

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