ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2014, том 40, № 1, с. 62-67
УДК 612.821
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ МИКРОЛИМФОЦИРКУЛЯТОРНОГО
РУСЛА КОЖИ ЧЕЛОВЕКА © 2014 г. А. И. Крупаткин
ФГБУЦентральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова МЗ РФ, Москва Поступила в редакцию 26.11.2012 г.
Лазерная допплеровская флоуметрия с вейвлет-анализом колебаний микролимфоциркуляции была впервые использована у 30 испытуемых с отсутствием (п = 17) и наличием (п = 13) отека дистальных отделов верхней конечности. Поток лимфы в микрососудах кожи человека характеризуется отчетливым доминированием пейсмекерных фазных осцилляций в частотном диапазоне от 0.021 Гц до 0.042 Гц в коже ладонной поверхности дистальной фаланги пальца кисти и от 0.016 Гц до 0.035 Гц в коже предплечья. Наличие отека сопровождалось возрастанием средних значений их пиковых частот и нормированных максимальных амплитуд (Ал/Мл, где Ал — усредненная максимальная амплитуда фазных осцилляций, Мл — величина среднего потока лимфы, оба в перфузионных единицах). Реже регистрировались низкоамплитудные осцилляции в собственно миогенном, эндотели-альном и дыхательном диапазоне. Кардиальных пульсовых ритмов в вейвлет-спектре лимфотока не выявлялось.
Взаимосвязи величины Ал/Мл и температуры кожи не было обнаружено. Только в физиологических условиях в подгруппе без отека выявлялась отрицательная корреляция величин Ал/Мл с амплитудами собственно миогенных колебаниями кровотока; последние отражают число функционирующих капилляров и активность окислительного метаболизма ткани. При наличии отека, корреляционных взаимосвязей колебаний лимфотока и кровотока не было обнаружено. Величины нормированных амплитуд и частоты фазных осцилляций могут служить эффективными диагностическими показателями при исследовании микролимфоциркуляции.
Ключевые слова: микролимфоциркуляция, фазные колебания, отек.
Б01: 10.7868/80131164613040085
Лимфатическая система выполняет ряд жизненно важных функций в организме человека — возврат воды, протеинов и других макромолекул в кровь, рециркуляцию лимфоцитов, удаление макромолекул и антигенов из жидких сред тела, участие в метаболизме и очищении матрикса, проти-воотечную защиту, транспорт жирных кислот, жирорастворимых витаминов и других пищевых веществ, поступающих в лимфатические капилляры кишечника [1].
Кожа служит частым объектом выбора для изучения микролимфоциркуляции. В ней имеется подсосочковая лимфатическая сеть в поверхностном слое дермы, где доминируют лимфатические капилляры, и глубокая лимфатическая сеть в глубоких слоях дермы, представленная в основном посткапиллярами. Далее из глубоких слоев дермы лимфа движется в лимфатические сосуды, стенка которых имеет выраженный гладкомышечный слой. Они направляются вертикально косо вниз в подкожную жировую клетчатку (сплетение подкожной жировой клетчатки). На подкожном уровне нет лимфатических капилляров, но имеются лимфатические сосуды [2]. Каждый вертикальный сосуд дренирует площадь кожи около 1.5 см2 на
стопе и кисти или около 3—4 см2 в других кожных регионах. Число лимфатических сосудов кожи в зоне пальцев кисти больше, чем в зоне лучезапяст-ного сустава. Например, на тыле кисти их число составляет 15—18 в основании пальцев, 12—14 в ме-такарпальной области, 6—8 в карпальной области [3]. Первопричиной лимфообразования и запуска лимфоциркуляции на уровне корней лимфатической системы является функциональная активность органа и связанное с этим накопление ин-терстициальной жидкости, возрастание интерсти-циального давления. Например, в неактивной неподвижной конечности лимфообразование очень низкое. Считается, что достаточно градиента давления между интерстицием и лимфатическим капилляром 0.12 мм вод. ст.; физиологические измерения показывают величины не менее 0.2—0.8 см вод. ст., т.е. превышающие этот нижний предел [4]. Согласно Орлову Р.С. [5], в лимфангио-нах лимфатических сосудов имеются 2 группы гладкомышечных клеток — обладающие спонтанной возбудимостью за счет пейсмекеров, которые генерируют фазные ритмические сокращения, и менее возбудимые, реализующие вызванные тонические сокращения [5]. В каждом лимфангионе
имеется свой водитель ритма (пейсмекер), располагающийся на участке ближе к клапану. Фактически, генерируемая ими активность — основная движущая сила лимфы (внутренний механизм транспорта лимфы); лимфатический "пульс" является следствием фазных сокращений и работы пейсмекера. Основным механизмом, запускающим работу пейсмекера, считается повышение внутрисосудистого давления и растяжение сосудистых гладких мышц.
У человека in vivo измерения параметров мик-ролимфодинамики немногочисленны. Впервые в коже дистального отдела тыла стопы в положении лежа они проводились группой швейцарских исследователей, с помощью флюоресцентной видеомикроскопии (микролимфографии) после интра-дермального введения красителя изотиоцианата декстрана, в 90-е годы XX века. Величины скорости в лимфатических капиллярах составляли в покое около 10 мкм/с, а в процессе активного лимфообразования скорость достоверно возрастала [6]. Давление в лимфатических капиллярах составляло лежа 3.9 ± 4.2 мм рт. ст., сидя 9.9 ± 3 мм рт. ст., а частота колебаний давления составляла лежа 2 ± 1 в мин, сидя 2.9 ± 1.9 в мин [7]. Детальных исследований колебательных процессов микро-лимфоциркуляции у человека не проводилось, в том числе из-за отсутствия неинвазивных диагностических методов.
Целью настоящей работы явилось исследование колебательных процессов микролимфоцирку-ляторного русла кожи человека с помощью неин-вазивной лазерной допплеровской флоуметрии потока лимфы.
МЕТОДИКА
Обследования проводились у 30 человек (16 — без последствий травм верхней конечности и 14 — с последствиями повреждений конечности) в возрасте от 25 до 65 лет, при комнатной температуре 22—23°C в положении испытуемого сидя после 30-минутного отдыха. Среди обследованных лиц клинические признаки отечности кисти и предплечья отсутствовали у 17 и выявлялись у 13 испытуемых. Отек носил посттравматический и воспалительный характер на фоне развившегося после травмы комплексного регионарного болевого синдрома. Использовался блок для оценки лимфотока приборов серии ЛАКК (НПП "Лазма", Россия) с зондом, диаметром 3 мм, совмещавший датчики для одновременной записи кровотока и лимфотока, и 2-канальной записью: один канал для записи лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) потока крови в микрососудах, а другой — для лимфо-тока. Для записи лимфотока применялось зондирование синим лазером с длиной волны зондирующего излучения 410 нм, что позволяло нивелировать сигнал от эритроцитов и оценивать
отраженный сигнал от макромолекул (белков). Для устранения сигналов от движущихся молекул белка плазмы крови в прибор включена фильтрация приемного сигнала по допплеровскому сдвигу с отсечением сигналов от частиц, движущихся со скоростью выше 40 мкм/с, так как, по данным литературы, эта верхняя скоростная граница в мик-ролимфотоке превышалась редко. ЛДФ потока крови проводили по описанной ранее методике [8] в околоинфракрасном канале лазерного излучения (длина волны 0.78 мкм, толщина зондирования около 1 мм). Оценивали показатель микроциркуляции (М) и лимфоциркуляции (Мл) в зондируемом регионе (оба в перфузионных единицах, далее — п.е.), характеризующий усредненную стационарную перфузию микрососудов за время исследования. С помощью вейвлет-анализа определяли амплитуды колебаний кровотока и лимфотока. Для кровотока определяли показатели активного тонус-формирующего диапазона частот (эндотелиального, связанного с NO-активностью, 0.0095—0.02 Гц; нейрогенного симпатического 0.02—0.046 Гц; собственно миогенного или вазомо-ций 0.07—0.145 Гц) и пассивных частотных диапазонов (кардиального или сердечного 0.8—1.6 Гц, дыхательного 0.2—0.4 Гц). Определяли активность соответствующего регуляторного фактора по формуле А/М, где А — усредненная максимальная амплитуда осцилляций в соответствующем частотном диапазоне вейвлет-спектра, М — величина среднего потока крови (М) или лимфы (Мл), оба в перфузионных единицах (п.е.). Записи проводили в коже ладонной поверхности дистальной фаланги 3-го пальца кисти (в зоне, богатой артериоло-ве-нулярными анастомозами), тыла нижней трети предплечья (в зоне без артериоло-венулярных анастомозов). В каждой зоне проводили по 3 измерения у каждого испытуемого.
Температуру кожи измеряли с помощью инфракрасного термографа "IRTIS- 2000ME" (Россия).
Статистическую обработку проводили с помощью программы "Biostat 4.03", для сравнения двух выборок использовали критерий Манна—Уитни, для корреляционного анализа применяли коэффициент корреляции рангов Спирмена (r) и коэффициент линейной корреляции Пирсона (к).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Особенности спектра колебательных процессов микролимфоциркуляторного русла кожи человека
Колебания потока лимфы в микрососудах кожи человека характеризуются отчетливым доминированием пейсмекерных фазных осцилляций, передающихся, вероятно, из более глубоких подкожных мышечно-содержащих лимфатических сосудов. В отдельных случаях записей вейвлет-спектра
1 Гц
Рис. 1. Вейвлет-спектр колебаний кровотока (верхняя кривая) и лимфотока (нижняя кривая) кожи ладонной поверхности дистальной фаланги 3-го пальца кисти у пациентов с отеком кисти на фоне комплексного регионарного болевого синдрома. По вертикали — величина перфузии (перфузионные единицы, п.е.), по горизонтали — частота колебаний (Гц). А — умеренная активация фазных осцилляций (Ал/Мл = 0.18, пиковая частота 0.039 Гц). Б — выраженная активация фазных осцилляций (Ал/Мл = 0.31, пиковая частота 0.037 Гц).
присутствовали осцилляции других частотных диапазонов (миогенных, дыхательных), но величины их пиковых амплитуд никогда не превышали аналогичные показатели фазных осцилляций. Эта особенность закономерно соблюдалась как в случаях отека, так и без него. Примеры характерной записи вейвлет-спектра лимфотока кожи представлены на рис. 1.
В общей группе испытуемых частоты пиковых амплитуд фазных осцилляций находились в пределах от 0.016 Гц до 0.042 Гц: от 0.021 Гц до 0.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.