Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Мобильная версия

Регистрация Забыли пароль?

Журнал «Здоровье ребенка» Том 18, №7, 2023

Вернуться к номеру

Аналіз стану мікроциркуляторного русла у дітей з гострими бронхітами

Аналіз стану мікроциркуляторного русла у дітей з гострими бронхітами

Авторы: Буряк О.Г., Нечитайло Ю.М.
Буковинський державний медичний університет, м. Чернівці, Україн

Рубрики: Педиатрия/Неонатология

Разделы: Клинические исследования

Версия для печати


Резюме

Мета дослідження. Оцінити особливості стану мікроциркуляторного русла (МЦР) за даними біомікроскопії при захворюваннях дихальної системи у дітей на моделі гострого бронхіту. Матеріали та методи. У роботі подано дані вивчення МЦР у дітей з гострим бронхітом (30 пацієнтів) порівняно зі здоровими особами. Стан мікроциркуляції реєстрували за допомогою біомікроскопії нігтьового ложа та оцінювали за якісними та напівкількісними показниками. Результати. У дітей з гострим бронхітом порівняно зі здоровими дітьми відмічено низку змін: в артеріолах — збільшення звивистості, у венулярних відділах — явища сладжу та спазмованості, у капілярах — зменшення кількості функціонуючих мікросудин та зміну їх форми, уповільнення кровотоку та сладжування еритроцитів. Висновки. Цифрова біомікроскопія судин нігтьового ложа у дітей є доступним, простим та інформативним методом вивчення стану МЦР при гострих респіраторних захворюваннях. При гострих бронхітах, навіть з нетяжким перебігом, спостерігаються зміни картини МЦР на рівні всіх мікросудин, з переважанням змін у капілярах.

Background. The purpose was to evaluate the peculiarities of microcirculation (MC) according to biomicroscopy data in respiratory diseases in children on a model of acute bronchitis. Materials and methods. The paper presents data on the study of MC in children with acute bronchitis (n = 30) compared with healthy individuals. The state of microcirculation was evaluated using nail bed biomicroscopy and by qualitative and semi-quantitative indicators. Results. In children with acute bronchitis compared to healthy persons, a number of changes were noted: in the arterioles — an increase in tortuosity, in the venular parts — the phenomena of sludge and spasms, in the capillaries — a decrease in the number of functioning microvessels and changes in their shape, slowing blood flow and sludging of red blood cells. Conclusions. Digital nail bed biomicroscopy in children is an accessible, simple and informative method for studying the state of MC in acute respiratory diseases. In acute bronchitis, even with a mild course, there are changes in the MC pattern at the level of all microvessels, with a predominance of changes in the capillaries.


Ключевые слова

діти; біомікроскопія; мікроциркуляція; гострий бронхіт

children; biomicroscopy; microcirculation; acute bronchitis

doi: http://dx.doi.org/10.22141/2224-0551.18.7.2023.1642

Вступ

Вивчення стану мікроциркуляторного русла (МЦР) при різних видах патології має тривалу історію. Пандемія коронавірусної інфекції особливо загострила увагу клініцистів та науковців до взаємозв’язків легеневої патології та розладів мікроциркуляції у капілярному руслі різних органів [1]. Ендотеліальна дисфункція на рівні МЦР була важливим механізмом COVID-19, який запускав прокоагулянтний стан та призводив у низці випадків до внутрішньосудинного дисемінованого згортання крові, спричиняючи емболізацію окремих органів і подальшу поліорганну недостатність [2]. Дослідниками проводився пошук конкретних методів для виявлення, кількісної оцінки та прогнозування мікросудинних змін під час хвороби [3]. 
МЦР складається із дрібних судин — артеріол, венул та капілярів різного типу, у яких відбуваються процеси метаболічного обміну з тканинами та регуляції периферійного кровонаповнення [4]. На цьому рівні відбувається транскапілярний обмін, на який можуть впливати фізіологічні та патологічні чинники зовнішнього і внутрішнього середовища [5]. З точки зору гемодинаміки капілярний ланцюг судин створює основний опір току крові, який може змінюватися завдяки щільності колатеральної мережі та кількості функціонуючих анастомозів різного типу [6, 7]. Фізіологічна регуляція кровотоку в МЦР має системні та локальні механізми, які включають вплив нервових імпульсів з боку вегетативної нервової системи та широкий загал гуморальних факторів [8]. У свою чергу, ендотеліальні механізми, м’язовий тонус артеріальної стінки, системний артеріальний тиск модулюються функціональним станом дихальної та серцевої активності [9]. Також добре відомо про зміни в системі МЦР, які тісно пов’язані з ендокринними порушеннями метаболізму при різних хворобах: тирозинемії, цукровому діабеті, метаболічному синдромі, тиреотоксикозі тощо [10]. 
МЦР швидко реагує на дію різних патологічних чинників. Значна кількість захворювань у дітей нерозривно пов’язана з порушеннями кровотоку мікросудин — це гострі та хронічні нефрити, ендокардити, серцева недостатність різного генезу, артеріальна гіпертензія, гепатити, венозна недостатність тощо. Особливо значні зміни виникають при гострих станах, як-от зневоднення, шок, сепсис та багато інших [11–13]. Досить часто розлади МЦР можуть виникати при різних функціональних порушеннях та захворюваннях з нетяжкою клінікою і бути ранніми їх проявами, а при тривалій дії — стійкими і часто єдиними ознаками [8, 11]. 
Оцінка стану МЦР має низку технічних труднощів, пов’язаних з малими розмірами судин та особливістю їх розташування в різних ділянках тіла, і потребує відповідних діагностичних засобів. Останніми роками значного поширення в наукових дослідженнях набули цифрова біомікроскопія та лазерна допплерівська флоуметрія, які дозволяють неінвазивно оцінити стан мікросудин та вплив різних факторів на їх функціонування [14, 15]. Методика цифрової біомікроскопії через невисоку вартість обладнання та простоту виконання є більш доступною для клінічного застосування і дозволяє реєструвати фото- та відеозображення з подальшою комп’ютерною обробкою даних [16]. У педіатричній практиці найбільш придатною для вивчення стану МЦР є ділянка нігтьового ложа, оскільки обстеження бульбарної кон’юнктиви чи сублінгвальної слизової у дітей часто викликає емоційну реакцію [17]. Найпростіша оцінка стану МЦР включає декілька якісних та кількісних показників, які при застосуванні метричних вимірювань чи бальної оцінки надають узагальнюючу уяву про стан мікрогемодинаміки та наявність певних порушень. Колір слизової оболонки відображає кровонаповнення судин, периваскулярні геморагії — ламкість судин та уповільнення кровотоку, ампулярні розширення, мікроаневризми та ішемічні зони вказують на нерівномірність кровотоку та дистрофічні процеси тощо [12, 14, 17]. 
У цілому параметри МЦР виступають як діагностичні маркери системних та локальних змін в організмі при різноманітних патологічних станах [1, 2, 8]. У більшості випадків модератором змін у МЦР виступають перицити — клітини, які розташовані на поверхні мікросудин і під дією цитокінів скорочуються або розслаблюються і відіграють роль регулятора мікроциркуляції [18]. Також показано, що ці клітини реагують на нервові імпульси і відіграють роль нейроваскулярних одиниць впливу на МЦР не тільки за рахунок зміни функціонального діаметра мікросудин, але і через зміни проникності капілярної стінки [19]. Особливо висока щільність перицитів відмічена у мікросудинах малого кола, де вони відіграють роль регулятора кровотоку та беруть участь в імунній відповіді при легеневих запальних станах. Крім того, при патології дихальних шляхів перицити запускають каскад викиду секреторних та імунних медіаторів, які впливають на мікроциркуляцію в організмі в цілому. Мережа капілярів постачає клітинам організму кисень, інтенсивність чого відображається у рівні сатурації ним еритроцитів, поживні речовини і одночасно видаляє продукти обміну, що виходять з циклу дихання клітин [20]. Водночас стан МЦР при гострих респіраторних захворюваннях залишається актуальною проблемою і потребує ретельної уваги.
Мета: оцінити особливості стану МЦР за даними біомікроскопії при захворюваннях дихальної системи у дітей на моделі гострого бронхіту.

Матеріали та методи

У роботі подано та проаналізовано стан периферійної мікроциркуляції у 30 дітей шкільного віку з гострим бронхітом середньої тяжкості порівняно з даними біомікроскопії клінічно здорових осіб відповідного віку (30 дітей). Стан МЦР оцінювали шляхом біомікроскопії нігтьового ложа четвертого пальця лівої руки за допомогою цифрового USB мікроскопа Supereyes B008 (сенсор 5 Мп, збільшення від 10 до 500 разів) з програмним забезпеченням виробника (Shenzhen Supereyes Co, КНР). Зображення зберігалися на комп’ютері у форматі файлів *.jpeg. Напівкількісний аналіз стосувався низки показників, оцінених за трибальною шкалою залежно від ступеня змін (0–2) [15]: звивистість артеріол та венул, їх спазмованість, кількість нефункціонуючих петель, наявність сладжування еритроцитів у капілярах. Обрахунок кількісних показників МЦР включав кількість капілярів на одиницю площі, кількість нефункціонуючих судин, артеріоловенулярний коефіцієнт тощо. Біомікроскопію проводили двічі — на другий день госпіталізації та перед випискою. При кожному обстеженні також визначався показник периферійної сатурації крові киснем за допомогою пульсоксиметра з реєстрацією даних на комп’ютері. Отримані результати оброблялися статистично з використанням програми Statistica 6.0 (StatSoft) параметричними та непараметричними методами, для твердження про вірогідність різниці враховувався загальноприйнятий в медико-біологічних дослідженнях рівень вірогідності р < 0,05.

Результати та обговорення

Багато дослідників констатують, що мікроциркуляторні порушення притаманні не тільки хронічним, але і гострим респіраторним захворюванням — бронхіту, бронхіоліту, пневмонії [10, 12, 15]. В обстежених дітей діагноз гострого бронхіту встановлювали на основі клініко-анамнестичних даних і лабораторних показників. Рентгенологічне дослідження органів грудної клітки було проведено тільки 3 дітям (10 %) з метою виключення пневмонії. При госпіталізації середня тяжкість перебігу хвороби була у всіх дітей. За показниками загальноклінічного аналізу крові проводили диференціальну діагностику між вірусним та бактеріальним характером захворювання. Наявність лейкоцитозу із домінуванням нейтрофілів та зсувом лейкоцитарної формули вліво свідчила на користь бактеріальної природи захворювання у 12 (40 %) дітей. У частини з них цей результат підтверджували визначенням рівня С-реактивного білка та прокальцитоніну. Тривалість стаціонарного лікування становила в середньому 7,40 ± 0,53 дня з подальшим продовженням терапії в амбулаторних умовах. 
При проведенні біомікроскопії нігтьового ложа іноді виникають складнощі з отриманням якісного зображення. Такими перешкодами можуть бути анатомічні особливості МЦР з глибоким заляганням судин, порушення гігієнічного догляду за руками з утворенням гіперкератичних нашарувань. Для поліпшення прозорості в обстежених дітей використовувався гель для УЗ-досліджень, за рахунок чого якість зображення була задовільною та придатною для оцінки характеристик мікрогемодинаміки (рис. 1). При якісному аналізі стану МЦР визначалися наявність звивистості судин, їх розташування, наявність аневризм, уповільнення кровотоку, блокування мікроциркуляції тощо.
В основній групі дітей з гострим бронхітом реєструвався певний спектр змін під впливом відносного зниження показника сатурації крові киснем, який не мав критичного значення і знаходився в діапазоні 94–97 %. Забезпечення тканин киснем є найважливішою функцією МЦР, і навіть при незначному погіршенні газообміну в легенях виникають зміни і в термінальних відділах судинного русла, які при біомікроскопії спостерігаються у вигляді уповільнення кровотоку в артеріолах та капілярах, збільшення ступеня звивистості артеріол тощо. 
За шкалою оцінки інтенсивність змін у судинному руслі оцінювалася таким чином: зміни у діапазоні 0–0,5 — як незначні, від 0,5 до 1,5 — як помірні, вище від 1,5 — як значні. Наше дослідження показало наявність незначних та помірних відхилень, що відповідає вибору пацієнтів із некритичними станами та перебігом хвороби середньої тяжкості (рис. 2).
Аналіз морфофункціональних змін у термінальних відділах залежно від типу судин показав найбільше змін у венулярних відділах, де явища сладжу становили в середньому 0,80 ± 0,16 бала. Дещо меншим був показник спазмованості венул — 0,63 ± 0,09 бала, але і перший, і другий показники були вірогідно вищими, ніж у клінічно здорових дітей (0,03 ± 0,03 бала та 0,30 ± 0,08 бала) (p < 0,05). В артеріолах найвищим був показник їх звивистості, хоча він суттєво не відрізнявся від змін у контрольній групі і, можливо, є віковою фізіологічною особливістю у дітей. Явища спазмованості та сладжування в артеріолах також були вірогідно більше вираженими у хворих, ніж у групі здорових осіб (p < 0,05).
Схожі зміни реєструвалися і на рівні капілярів, особливо уповільнення кровотоку та сладжування еритроцитів (рис. 3). Частіше виявляли зміну форми капілярів та дещо більшою була кількість нефункціонуючих мікросудин порівняно зі здоровими дітьми. 
З медичних джерел добре відомо, що гострі та хронічні соматичні стани найкраще відображаються в судинах термінального типу нігтьового ложа. Причому кожний вид патології асоціюється з порушеннями, що захоплюють переважно різні мікросудини: артеріальна гіпертензія — артеріоли, респіраторна патологія — капіляри. В останніх дослідженнях у пацієнтів з респіраторними проявами коронавірусної інфекції встановлено низку аномальних ознак МЦР: розгалуження та звивистість капілярів, кущисті капіляри, перикапілярний набряк та мікрокрововиливи, неоангіогенез [15]. Такі зміни спостерігаються і при хронічних респіраторних станах під впливом викиду перицитами імунних медіаторів. Не виключено, що і при інших гострих респіраторних станах саме активність цих клітин є важливим фактором змін у МЦР та рівня сатурації еритроцитів [21, 22]. Водночас клінічних досліджень стану та патогенезу змін у МЦР при гострій респіраторній патології, особливо у дітей, недостатньо.

Висновки

1. Цифрова біомікроскопія судин нігтьового ложа у дітей є доступним, простим та інформативним методом вивчення стану МЦР при гострих респіраторних захворюваннях.
2. При гострих бронхітах, навіть з нетяжким перебігом, спостерігаються зміни картини МЦР на рівні всіх мікросудин, з переважанням змін у капілярах.
Перспективи подальших досліджень. Перспективним при подальших дослідженнях є вивчення змін мікроциркуляції у дітей з іншими видами захворювань дихальної системи та визначення препаратів, придатних для корекції порушень. 
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів та власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.
 
Отримано/Received 03.08.2023
Рецензовано/Revised 19.09.2023
Прийнято до друку/Accepted 29.09.2023

Список литературы

  1. Bottari G., Damiani E., Confalone V., Scorcella C., Casarotta E., Gandolfo C., et al. Microvascular dysfunction in pediatric patients with SARS-COV-2 pneumonia: report of three severe cases. Microvasc. Res. 2022 May. 141. 104312. doi: 10.1016/j.mvr.2022.104312. 
  2. Colantuoni A., Martini R., Caprari P., Ballestri M., Capecchi P.L., Gnasso A., et al. COVID-19 sepsis and microcirculation dysfunction. Front. Physiol. 2020 Jun 26. 11. 747. doi: 10.3389/fphys.2020.00747.
  3. Natalello G., De Luca G., Gigante L., et al. Nailfold capillaro–scopy findings in patients with coronavirus disease 2019: broadening the spectrum of COVID-19 microvascular involvement. Microvasc. Res. 2021 Jan. 133. 104071. doi: 10.1016/j.mvr.2020.104071. 
  4. Low D.A., Jones H., Cable N. et al. Historical reviews of the assessment of human cardiovascular function: interrogation and understan–ding of the control of skin blood flow. Eur. J. Appl. Physiol. 2020. 120(1). 1-16. doi: 10.1007/s00421-019-04246-y.
  5. Corliss B.A., Mathews C., Doty R. et al. Methods to label, image, and analyze the complex structural architectures of microvascular networks. Microcirculation. 2019 Jul. 26(5). e12520. doi: 10.1111/micc.12520.
  6. McClatchey P.M., Mignemi N.A., Xu Z. et al. Automated quantification of microvascular perfusion. Microcirculation. 2018 Aug. 25(6). e12482. doi: 10.1111/micc.12482.
  7. Nechytailo Yu.M., Nechytailo D.Iu., Buriak O.H. Features of the condition of microcirculation in schoolage children with arterial hypertension. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. 2014. 9–10. 86-89.
  8. Bruel A., Bacchetta J., Ginhoux T., Rodier-Bonifas C., Sellier-Leclerc A.L., Fromy B., et al. Skin microvascular dysfunction as an early cardiovascular marker in primary hyperoxaluria type I. Pediatr. Nephrol. 2019 Feb. 34(2). 319-327. doi: 10.1007/s00467-018-4081-5.
  9. Ugenti V., Romano A.C., Tibirica E. Microvascular endothelial dysfunction during cardiopulmonary bypass in surgery for correction of cyanotic and acyanotic congenital heart disease. Microvasc. Res. 2018 Nov. 120. 55-58. doi: 10.1016/j.mvr.2018.06.004. 
  10. Ocampo-Garza S.S., Villarreal-Alarcón M.A., Villarreal-Tre–viño A.V., Ocampo-Candiani J. Capillaroscopy: A Valuable Diagnostic Tool. Actas Dermosifiliogr. (Engl. Ed). 2019 Jun. 110(5). 347-352. English, Spanish. doi: 10.1016/j.ad.2018.10.018. 
  11. Wright I.M., Latter J.L., Dyson R.M., Levi C.R., Clifton V.L. Videomicroscopy as a tool for investigation of the microcirculation in the newborn. Physiol. Rep. 2016 Oct. 4(19). e12941. doi: 10.14814/phy2.12941. 
  12. Erdem Ö., Ince C., Tibboel D., Kuiper J.W. Assessing the Microcirculation with Handheld Vital Microscopy in Critically Ill Neonates and Children: Evolution of the Technique and Its Potential for Critical Care. Front. Pediatr. 2019 Jul 9. 7. 273. doi: 10.3389/fped.2019.00273. 
  13. Tamez-Rivera O., Villarreal-Treviño A.V., Castañeda-Macazaga T., Britton-Robles S.C., Ramos-Gómez L.I., Rubio-Pérez N.E. Abnormal Nailfold Capillaroscopy in a Patient with Multisystem Inflammatory Syndrome in Children. Pediatr. Infect. Dis J. 2021 Mar 1. 40(3). e113-e115. doi: 10.1097/INF.0000000000003022. 
  14. Deegan A.J., Wang R.K. Microvascular imaging of the skin. Phys. Med. Biol. 2019 Mar 21. 64(7). 07TR01. doi: 10.1088/1361-6560/ab03f1.
  15. Çakmak F., Demirbuga A., Demirkol D., Gümüş S., Torun S.H., Kayaalp G.K., et al. Nailfold capillaroscopy: A sensitive method for evaluating microvascular involvement in children with SARS-CoV-2 infection. Microvasc. Res. 2021 Nov. 138. 104196. doi: 10.1016/j.mvr.2021.104196.
  16. Low D.A., Jones H., Cable N. et al. Historical reviews of the assessment of human cardiovascular function: interrogation and understan–ding of the control of skin blood flow. Eur. J. Appl. Physiol. 2020. 120(1). 1-16. doi: 10.1007/s00421-019-04246-y.
  17. Corliss B.A., Mathews C., Doty R. et al. Methods to label, –image, and analyze the complex structural architectures of microvascular networks. Microcirculation. 2019 Jul. 26(5). e12520. doi: 10.1111/micc.12520. 
  18. Hamilton N.B., Attwell D., Hall C.N. Pericyte-mediated regulation of capillary diameter: a component of neurovascular coupling in health and disease. Front Neuroenergetics. 2010; 2. 5. doi: 10.3389/fnene.2010.00005.
  19. Meijer E.M., van Dijk C.G.M., Kramann R., Verhaar M.C., Cheng C. Implementation of pericytes in vascular regeneration stra–tegies. Tissue Eng. Part B Rev. 2022. 28(1). 1-21. doi: 10.1089/ten.TEB.2020.0229.
  20. Ewerlöf M., Salerud E.G., Strömberg T., Larsson M. Estimation of skin microcirculatory hemoglobin oxygen saturation and red blood cell tissue fraction using a multispectral snapshot imaging system: a validation study. J. Biomed. Opt. 2021 Feb. 26(2). 026002. doi: 10.1117/1.JBO.26.2.026002. 
  21. Bai Y., Li G., Yung L., Yu P.B., Ai X. Intrapulmonary arterial contraction assay reveals region-specific deregulation of vasoreactivity to lung injuries. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2023 Aug 1. 325(2). L114-L124. doi: 10.1152/ajplung.00293.2022.
  22. Rayner S.G., Hung C.F., Liles W.C., Altemeier W.A. Lung pericytes as mediators of inflammation. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2023 Jul 1. 325(1). L1-L8. doi: 10.1152/ajplung.00354.2022.

Вернуться к номеру