Особенности микрогемоциркуляции у новорожденных детей с перинатальными поражениями ЦНС

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Волгоградский государственный медицинский университет» 
Министерства здравоохранения Российской Федерации
кафедра детских болезней педиатрического факультета
      (на правах рукописи)
     
     
     
     
     
     
     
Особенности микрогемоциркуляции у новорожденных детей с перинатальными поражениями ЦНС
     
     
     
     
     
                          ФИО аспиранта - Акельева Е.С.
                          Направление подготовки – Педиатрия
                          Профиль подготовки – очная форма обучения
                          Научный руководитель – д.м.н., профессор
                          заведующий кафедрой детских болезней
                          педиатрического факультета
                          Малюжинская Н.В.
     
     
     

Волгоград 2018г.
АКТУАЛЬНОСТЬ.
     В современном мире уровень мертворождаемости, неонатальной и младенческой смертности во многом определяют  перинатальные поражения центральной нервной системы (ПП ЦНС). ПП ЦНС являются одной из наиболее актуальной проблемой современной перинатологии. Анте- и интранатальная асфиксия/гипоксия, оказывая повреждающее действие на рост и развитие плода в целом, вызывает задержку внутриутробного развития, замедление роста и питания; неблагоприятно влияет на состояние отдельных органов и систем с разнообразной клинической картиной.
     В России формирование тяжелой психоневрологической патологии у новорожденных с ПП ЦНС представлено в широком диапазоне: от 12 до 50%. При катамнестическом наблюдении у детей с ПП ЦНС выше риск  инвалидизации, социальной дезадаптации, снижения качества жизни и сокращения общей продолжительности жизни.
     Антенатальная и интранатальная гипоксия приводит к замедлению роста капилляров головного мозга, увеличивает их проницаемость. Возрастают проницаемость клеточных мембран и метаболический ацидоз, развивается ишемия мозга с внутриклеточным ацидозом. Гипоксия и асфиксия сопровождаются комплексом компенсаторно-приспособительных реакций, важнейшей из которых является усиление анаэробного гликолиза.
     Воздействие гипоксии приводит к комплексу микроциркуляторных и метаболических расстройств, которые на тканевом уровне вызывают два основных повреждения: геморрагический инфаркт и развитие ишемии с последующей лейкомаляцией вещества мозга, полнокровием мозга, его общим или локальным отеком.
     Нарушение гемодинамики (макро- и микроциркуляции) приводят к многовариантным метаболическим сдвигам (нарушение кислотно-основного состояния и электролитного баланса, дестабилизация клеточных мембран, гипоксемия и тканевая гипоксия), которые в свою очередь усугубляют расстройства микроциркуляции. Специфические дегенеративные изменения развиваются во всех элементах сосудистой стенки с ослаблением микроциркуляторной ауторегуляции.
     Одним из наиболее перспективным методом диагностики расстройств микроциркуляции является – лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ). С помощью метода лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) возможно неинвазивно выделить и проанализировать регуляторные факторы, контролирующие микрогемодинамику.  
     Применение ЛДФ позволяет оценивать состояние и расстройства микроциркуляции крови и, тем самым, повысить качество диагностики различных заболеваний. Ведущими патогенетическими звеньями при гипоксических ПП ЦНС у новорожденных являются нарушения микроциркуляции в жизненно важных органах и системах, которые можно диагностировать с помощью метода ЛДФ. В связи с этим актуально исследование показателей микроциркуляции у новорожденных с ПП ЦНС с целью улучшения диагностики гемодинамических нарушений.
     
     


     Цель исследования: Улучшить диагностику гемодинамических нарушений у новорожденных с перинатальными поражениями центральной нервной системы на основании изучения показателей микрогемоциркуляции.
     
     Задачи исследования:	
 Изучить показатели микроциркуляцииу здоровых новорожденных в раннем неонатальном периоде.
 Изучить состояние микроциркуляции у новорожденных с перинатальным поражений центральной нервной системы в раннем неонатальном периоде.
 Оценить вклад активных и пассивных факторов в регуляцию микроциркуляции у здоровых новорожденных и у новорожденных с перинатальными поражениями ЦНС в раннем неонатальном периоде.
 Изучить особенности микроциркуляции у новорожденных в зависимости от типа расстройств кровообращения. 
     
     Дизайн исследования: проспективное когортное клинико-инструментальное исследование в параллельных группах.	
     Исследование направлено на оптимизацию диагностики гемодинамических нарушений у новорожденных  с перинатальными поражениями центральной нервной системы.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.
 Впервые произведена оценка вклада активных и пассивных факторов в регуляцию микроциркуляции у здоровых новорожденных и у новорожденных с перинатальными поражениями ЦНС в раннем неонатальном периоде.
 Впервые изучены особенности микроциркуляции у новорожденных в зависимости от типа расстройств кровообращения. 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
     Работа выполнена на базе Государственного учреждения здравоохранения «Клиническая больница скорой медицинской помощи № 7» отделения новорожденных родильного дома г. Волгограда с 01.01.2016 по 01.01.2018. Для исследования состояния микроциркуляторного русла применялся метод ЛДФ с использованием двухканального лазерного допплеровского флоуметра ЛАКК-ОП (НПП «ЛАЗМА», Россия, Москва). 
     На первом этапе проводилось исследование микроциркуляции методом ЛДФ у здоровых новорожденных, рожденных естественным путем, на сроке гестации 39-40 недель, с оценкой по шкале апгар 8-9 баллов. Исходя из анатомо-физиологических особенностей были определены наиболее значимая зона для исследования микроциркуляции данным методом - кожа лба по срединной линии (зона Захарьина – Геда). Эта область бедна артериоло-венулярными анастомами (АВА), поэтому в большей степени отражает кровоток в нутритивном русле и рекомендована для оценки общего состояния микроциркуляции или сердечно-сосудистсктивной системы в целом. 
     На втором этапе исследования проводилось исследование микроциркуляции у новорожденных с ПП ЦНС. Были рассмотрены особенности изменения микроциркуляции у новорожденных двух групп c хронической внутриутробной гипоксией и у новорожденных с острой интранатальной гипоксией. 
     Исследование проводилось в положении лежа в стандартных условиях (при одинаковой температуре воздуха – 21-220С, в одинаковое время суток – в первой половине дня не раньше, чем через 1,5 часа после еды). Сигнал записывался в течение 10 минут. 
     Проводилась оценка базального кровотока с определением показателей: средней перфузии (М), среднего колебания перфузии (?) и коэффициента вариации (Кv). Анализировался амплитудно-частотный спектр колебаний перфузии с использованием вейвлет-преобразования. Оценивалась амплитуда колебаний в функциональных частотных диапазонах: эндотелиальной активности (Аэ), нейрогенной активности (Ан), миогенной активности (Ам), респираторного ритма (Ад) и кардиоритма (Ас). Проводилось нормирование амплитуд колебаний относительно средней модуляции кровотока (А/3?) и средней перфузии (А/М). Вычислялся нейрогенный тонус (НТ), миогенный тонус (МТ), эндотелиально-зависимый компонент тонуса (ЭЗКТ), по формулам:
     НТ=?/Ан; МТ=?/Ам; ЭЗКТ=?/Аэ.
     Проводился расчет коэффициента соотношения перфузии артериального и венозного отделов капилляров (Ас/Ад). Внутрисосудистое сопротивление (ВСС) определялось по формуле:
     ВСС=(Ас+Ад)/?;
     Рассчитывался показатель шунтирования (ПШ) отражающий относительную долю шунтового кровотока. ПШ имеет два составляющих: ПШ1 – показатель шунтирования, связанный с различиями тонуса и/или скоростей перфузии непосредственно в микроциркуляторном русле (МЦР); ПШ2 – показатель шунтирования, связанный с различиями перфузии микрососудов и более крупных сосудистых сегментов. ПШ1 рассчитывался как отношение – ПШ1 = Амакс/Ам, где Амакс – максимально усредненная амплитуда осцилляций, доминирующая по величине среди амплитуд колебаний всех активных тонус-формирующих диапазонах частот 0,005 – 0,145 Гц. Расчет ПШ2 выполнялся по формуле: ПШ2 = Ас/Ам. 
     Производился расчет нутритивной перфузии (Мнутр) по формуле: Мнутр = М/ПШ. Величина шунтовой перфузии (Мшунт) вычислялась как разница М и Мнутр.
     При диагностике типовых микроциркуляторных расстройств выделяли 7 форм расстройств микроциркуляции: артериальная гиперемия (ненутритивная, нутритивная), венозный застой, ишемия, стаз, застойно-гиперемическая (переходное состояние от артериальной гиперемии к застою) и застойно-ишемическая (переходное состояние от венозного застою к стазу) смешанные формы. 
     Критерии включения пациентов в исследование:
     - Возраст 0-5 дней.
     - Установленный на основании данных анамнеза, клинической картины и результатов лабораторного обследования верифицированный диагноз перинатальное поражение цнс различной этиологии, с различной степенью тяжести состояния . 
     -срок гестации 39-40 недель
     -новорожденные рожденные естественным путем.
     -вес более 3000гр
     Критерии невключения пациентов в исследование:
     - Возраст более 5 дней;
     - Одновременное участие в другом клиническом исследовании;
     - Отказ матери от исследования на любом его этапе.
     Критерии исключения пациентов из исследования:
     - Отказ законных представителей ребенка от участия в исследовании на любом этапе.
     - Участие в каких-либо клинических исследованиях в течение первого месяца.
     - Одновременное участие в другом клиническом исследовании.
     Статистическая обработка полученных результатов проводилась на персональном компьютере с использованием статистического пакета STATISTICA 10.0 (StatSoft, Tulsa, USA). Характер распределения значений количественных признаков оценивался с помощью критерия Шапиро-Уилка. Результаты представлены в виде медианы (Mе) и интерквартильный размах [25-й и 75-й процентили]. Наличие статистически значимого различия количественного признака в двух несвязанных группах определялось с помощью критерия Манна-Уитни. Статистически значимыми считались различия при p<0,05.
СОБСТВЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ.
     Показатели базовой микроциркуляции представлены в таблице 1. 

Таблица 1. Показатели базовой микроциркуляции у здоровых новорожденных и детей с ПП ЦНС
Показатель
Группа исследования (n=36)
Контрольная группа
(n=30)
Значение р
M
8,7 [6,13;10,95]
11,98 [10,09;15,37]
р<0,001
?
4,43 [3,39;5,35]
5,09 [4,27;5,5]
р=0,02
Kv
48,84 [40,98;71,7]
44,87 [33,4;52,54]
р=0,04
     
     У новорожденных с ПП ЦНС выявлено снижение величины средней перфузии (р<0,001) и снижение средних колебаний перфузии (р<0,001) на фоне увеличения коэффициента вариации (р=0,026) относительно группы контроля, что свидетельствует о снижении средней модуляции кровотока на фоне повышения напряженности функционирования регуляторных систем у данной категории больных.
     Далее проводился вейвлет-анализ амплитудно-частотного спектра кровотока у новорожденных с ПП ЦНС, полученные результаты  представлены в таблице 2.

Таблица 2. Показатели амплитудно-частотного спектра колебаний кровотока у новорожденных детей с ПП ЦНС
Показатель
Группа исследования (n=36)
Контрольная группа
(n=30)
Значение р
Аэ
1,42 [0,9;2,29]
1,86 [1,48;2,79]
р=0,01
ЭТ
2,95 [2,33;4,2]
2,57 [2,29;2,88]
р=0,057
Аэ/3?
11,3 [7,94;14,3]
13,39 [11,85;14,57]
р=0,04
Аэ/М
16,97 [10,6;25,5]
16,86 [12,86;19,51]

Ан
1,62 [0,9;2,07]
2,2 [1,44;2,45]
р<0,01
НТ
2,83 [2,44;3,44]
2,34 [2,2;2,85]
р=0,04
Ан/3?
12,07 [9,82;13,74]
14,35 [11,71;15,25]
р=0,03
Ан/М
18,84 [12,34;23,79]
16,01 [14,47;21,92]

Ам
1,21 [0,74;1,71]
1,46 [1,31;2,07]
р=0,026
МТ
3,47 [2,82;4,61]
3,21 [2,67;3,95]

Ам/3?
9,73 [7,23;11,87]
10,16 [8,92;12,51]

Ам/М
13,23 [9,8;24,01]
12,72 [9,38;18,25]

Ад
1,1 [0,61;1,64]
1,26 [1,05;1,74]

Ад/3?
8,66 [6,43;10,56]
8,49 [7,22;9,88]

Ад/М
12,31 [7,78;22,85]
11,42 [8,1;13,67]

Ас
1,05 [0,58;1,47]
1,08 [0,88;1,26]

Ас/3?
8,01 [6,39;10,18]
7,34 [6,01;8,42]

Ас/М
12,5 [8,04;18,56]
9,23 [7,53;10,52]
р=0,016
Ас/Ад
0,95 [0,84;1,14]
0,86 [0,76;0,96]

ВСС
0,52 [0,38;0,64]
0,45 [0,41;0,54]

ПШ1
1,39 [1,09;1,61]
1,4 [1,2;1,55]

ПШ2
0,83 [0,64;1,07]
0,67 [0,6;0,81]
р=0,016
Мнутр
4,2 [2,56;5,36]
5,92 [4,51;6,98]
р<0,001
Мшунт
4,35 [2,96;6,6]
6,38 [5,19;7,44]
р<0,01
Доля Мнутр
44,63 [38,31;54,58]
48,63 [41,79;54,84]

Мнутр/ Мшунт
0,81[0,62;1,2]
0,95 [0,72;1,21]

     
     При оценке амплитудно-частотного спектра у детей с ПП ЦНС выявлено снижение как амплитуды эндотелиальных колебаний в активном тонусформирующем диапазоне, так и нормированного показателя относительно средней модуляции кровотока. Колебания в эндотелиальном диапазоне обусловлены функционированием эндотелия и выбром вазоактивных веществ. Достоверное снижение амплитуды эндотелиальных колебаний и нормированного показателя относительно средней модуляции кровотока свидетельствует о формировании эндотелиальной дисфункции у данной категории новорожденных.
     Снижение эндотелиальных NO-зависимых осцилляций ведет за собой повышение эндотелиально-зависимого компонента тонуса, что свидетельствует о спазме мелких артерий и артериол, что неизменно приведет к прогрессирующей ишемии ткани.
     Амплитуда симпатической активности отражает число задействованных нервных волокон в регуляции микроциркуляторного русла. У новорожденных с ПП ЦНС наблюдается снижение амплитуды колебаний нейрогенного диапазона и нормированного показателя относительно средней модуляции кровотока относительно группы контроля.
     У новорожденных с ПП ЦНС диагностировано статистически значимое повышение нейрогенного тонуса. Это может свидетельствовать как о возрастании активности симпатических нервов-констрикторов, так и о денервированной гиперчувствительности сосудистой стенки.
     В группе исследования наблюдалось также снижение вазомоций – колебаний в миогенном диапазоне, которые отражают состояние колебательного компонента мышечного тонуса прекапиляров. Достоверное снижение амплитуд в активном тонус-формирующем диапазоне у детей с ПП ЦНС, по-видимому, свидетельствует о энергодефицитном состоянии в микроциркуляторном русле.
     Статистически значимой разницы в показателях миогенного тонуса между исследуемыми группами получено не было, однако у каждого пятого новорожденного  с ПП ЦНС (19,4%)  наблюдалось повышение показателя МТ выше 95 перцентеля.
     Колебательный контур активного диапазона является приспособительным механизмом защиты при гемодинамических перепадах, связанного с изменением стационарного тонуса гладкой мускулатуры сосудов, снижение которого ведет к нарастанию динамического сопротивления и  нарушению стабилизация микрососудистого кровотока.
     Наблюдалось статистически значимое повышение нормированных показателей колебаний сердечного диапазона (р=0,002), что свидетельствует о преобладании вклада пассивных тонус-формиющих колебаний в микроциркуляцию. Повышенный коэффициент соотношения перфузии артериального и венозного отделов капилляров в сочетании со снижением величины средней перфузии свидетельствует о ишемических нарушениях у новорожденных с ПП ЦНС.
     Наблюдалось статистически значимое увеличение показателя шунтирования, связанного с различиями тонуса и/или скоростей перфузии в микрососудах и более крупных сосудистых сегментов (ПШ2). Что подтверждает предположение о наличии повышенного тонуса резистивных сосудов у новорожденных с ПП ЦНС. 
     Обнаружено снижение показателей как нутритивного, так и ненутритивного кровотока у новорожденных с ПП ЦНС, при этом доля Мнутр также была снижена относительно группы контроля, что можно объяснить снижением трофотропного центрального регуляторного компонента и сдвиге центральной регуляции в эрготропном направлении.
     
     
     
     
     Доминирование в вейвлет-спектре амплитуд осцилляций NO-зависимого генеза в сочетании с высокоамплитудными пульсовыми ритмами свидетельствуют о дилатации сосудов сопротивления при снижении симпатической регуляции кровотока.
     
     
     
     
     . 
     Статистически значимой разницы в показателях эндотелиального и миогенного тонуса между исследуемыми группами получено не было, однако обнаружена тенденция к повышению как эндотелиального (р=0,1), так и миогенного тонуса (р=0,15) у детей с ГИП ЦНС, что в сочетании с повышенным внутрисосудистым сопротивлением (р<0,001) может свидетельствовать о симпатикотонии и повышении тонуса резистивных сосудов у данной категории больных. 
     
     
     
     Заключение:
     1. У новорожденных с ПП ЦНС выявлено снижение величины средней перфузии, средних колебаний перфузии на фоне увеличения коэффициента вариации относительно здоровых новорожденных.
     2. При амплитудно-частотном анализе ЛДФ-грамм у новорожденных детей с ПП ЦНС преобладает вклад пассивных колебаний в микроциркуляцию на фоне значительного снижения колебательного компонента в активном тонус-формирующем диапазоне. 
     3. Нарушения периферического кровообращения у детей с ПП ЦНС наблюдаются по ишемическому типу. 
     4. Доля нутритивного кровотока у новорожденных с ПП ЦНС ниже, чем у здоровых новорожденных. 
     5. Метод ЛДФ позволил детально оценить состояние микроциркуляторного русла у новорожденных с ПП ЦНС таким образом показал свою значимость в оценке микрогемоциркуляции у новорожденных с перинатальыми поражениями ЦНС.
     
     
     
     
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ НАУЧНЫХ РАБОТ:
     Малюжинская Н. В., Акельева Е.С., ПоляковаО.В., и др. Микроциркуляторные нарушения у новорожденных с гипоксически-ишемическим поражением ЦНС // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. – 2017. – №. 2 (62) – С. 78-80

.......................