Журнал «» Том 14, №4, 2021
Вернуться к номеру
Чи ще корисно обстеження судин сітківки у пацієнтів з гіпертензією?
Авторы: Harry Struijker-Boudier, FESC
Рубрики: Кардиология
Разделы: Справочник специалиста
Версия для печати
Резюме
Після тривалої історії офтальмологічних обстежень хворих на артеріальну гіпертензію ця діагностична процедура майже зникла з рутинної медичної практики наприкінці ХХ століття. Близько 2000 року було введено кілька нових методів візуалізації сітківки, які дозволяють кількісно вивчати структуру та функції мікросудин. Розширений аналіз програмного забезпечення, що є частиною цих нових технологій, дозволив провести детальне обстеження у довгострокових дослідженнях у порівняно великій популяції. Ці популяційні дослідження довели цінність візуалізації сітківки ока для оцінки мікросудинних змін у пацієнтів з гіпертонічною хворобою, а отже, і для прогнозування довгострокових серцево-судинних результатів.
After a long history of ophthalmological examinations in patients with hypertension, this diagnostic procedure almost disappeared from routine medical care at the end of the XX century. Around the year 2000, several new retinal imaging methodologies were introduced which allow quantitative studies on microvascular structure and function. The advanced software analysis which is part of these new technologies has made possible detailed examinations in long-term follow-up studies in relatively large populations. These population-based studies have proven the value of retinal imaging in assessing microvascular changes in hypertensive patients and consequently predicting long-term cardiovascular outcomes.
Вступ
Мікроциркуляція відіграє ключову роль у патофізіології артеріальної гіпертензії (АГ) [1, 2]. Мікросудини — це первинне місце підвищення судинного опору, що є основною гемодинамічною ознакою гіпертензії. На ранніх стадіях розвитку АГ дрібні артерії (діаметр від 150 до 300 мікрометрів) та артеріоли (діаметр від 10 до 150 мікрометрів) зазвичай звужуються через різні нервові або ендокринні та автокринні механізми. У довгостроковій перспективі ці функціональні форми звуження судин приводять до їх структурних змін [2, 3]. Пізня стадія характеризується гіпертрофією внутрішнього шару стінки дрібних артерій та артеріол, а також поступовим розрідженням артеріол та капілярів [2, 3]. Ці структурні зміни не тільки підвищують артеріальний тиск (АТ) до постійного гіпертензивного рівня, але й спричиняють серйозні проблеми із перфузією в різних органах, таких як мозок, нирки та серце, з подальшим збільшенням смертності та ризику захворюваності [2, 3]. Мікроциркуляція контролює доставку кисню і поживних речовин майже до кожної клітини тіла. При тяжких захворюваннях, таких як АГ, діабет, ішемічна хвороба серця та деменція, цей потік утруднюється внаслідок погіршення мікросудинної функції [2, 4].
Лікування АГ спрямоване насамперед на зниження АТ, хоча справжня мета має також включати зменшення пошкодження органів-мішеней. Ця остання мета не завжди досягається через технічні та фінансові обмеження щодо отримання інформації про ступінь ураження органів-мішеней. Оцінка ураження органів-мішеней поки що переважно зосереджена навколо загального вимірювання ниркової та серцевої функції або біохімічних параметрів, які вказують на цю функцію. Прямої оцінки функції та структури мікросудинної системи досі в основному бракує. У цьому короткому огляді я стверджуватиму, що сітківка являє собою легкодоступну тканину для спостереження за мікросудинними змінами та потенційними пошкодженнями на початку АГ та під час її лікування.
Оцінка структури та функції мікросудин
Найбільш прямий спосіб оцінки структури та функції мікросудин — це безпосереднє зображення цих дрібних судин. Прижиттєва мікроскопія була використана багатьма дослідниками на тваринних моделях хвороб людини. Ця робота виявила важливі патофізіологічні зміни, що призводять до цих захворювань [5, 6]. Однак такі методи мають лише обмежені можливості використання у людей і можуть застосовувати лише тканини із обмеженим захистом шкіри або без такого, наприклад нігті, язик або око. Насправді, офтальмологічне обстеження із акцентом на сітківку ока вже давно є стандартною процедурою діагностики АГ або діабету. Для класифікації ступеня пошкодження мікросудин в цьому методі офтальмологічного обстеження використовували напівкількісну систему оцінки. У 1960-х роках для зображення судин сітківки була введена флуоресцентна ангіографія. Хоча цей підхід досі використовується в офтальмології як діагностичний тест на прохідність та стан кровотоку судин сітківки, він не підходить для більш узагальненого дослідження пошкодження органів-мішеней унаслідок серцево-судинних захворювань через його інвазивність.
Більш складним, але й більш кількісним методом оцінки мікроциркуляції людини стала капіляроскопія нігтьового ложа, при якій капіляри шкіри спостерігаються за допомогою мікроскопа із системою підсвітлення [5, 6]. За допомогою цього методу спостерігали та кількісно визначали аномальні мікросудинні структури при захворюваннях, що впливають на мікроциркуляцію шкіри, таких як системна склеродермія, діабет та АГ. За останні десятиліття були впроваджені нові методики відеомікроскопічного дослідження глибше розташованих тканин [7, 8]. Ці методи базуються на використанні ортогональної поляризації спектрального або бічного потоку зображення темного поля. Такі пристрої базуються на принципі, що зелене світло висвітлює глибину тканини і що розсіяне світло поглинається гемоглобіном еритроцитів, які містяться у судинній тканині. Ручні камери дозволяють проводити мікроциркуляторні спостереження під час хірургічних втручань, а також у епідеміологічних дослідженнях поза ме-жами госпіталю.
На додаток до (відео-) методів мікроскопії для дослідження структури та функції мікроциркуляції зростає інтерес до передових технологій перфузійної візуалізації, таких як лазерна допплерівська флоуметрія, позитронно-емісійна томографія (ПЕТ), магнітно-резонансна томографія (МРТ) та ангіографія [6, 9]. Лазерна допплерографія особливо підходить для вивчення мікросудинної реактивності та має важливе значення у дослідженні ролі ендотелію, а також у вивченні механізмів, що лежать в основі потікзалежних змін (мікро-) судинної реактивності. Специфічна лазерна допплерівська флоуметрія сітківки була розроблена в Гейдельберзі в 1990-х роках [9]. Ця технологія базується на поєднанні конфокальної скануючої лазерної томографії та лазерної допплерівської флоуметрії. Вона успішно використовувалася R. Schmieder та співавторами при дослідженні АГ протягом останніх 15 років [9]. ПЕТ виявилася корисним інструментом у дослідженнях патофізіології серця у поєднанні з молекулярними дослідженнями серцевого метаболізму. МРТ стала важливою технологією у вивченні будови та функцій судин у кількох органах-мішенях; проте її роздільна здатність все ще недостатньо висока для оцінки найменших судин у мікроциркуляторному руслі. Нарешті, механістичні знання про роль мікросудин у таких станах, як АГ та діабет, набули значного розвитку у зв’язку з використанням ізольованих дрібних артерій. Ця методика вже тривалий час застосовувалася в експериментальних моделях на тваринах і була впроваджена в дослідження у людей наприкінці ХХ століття [3]. Хоча існують чіткі межі використання ізольованих дрібних артерій у клінічних дослідженнях, вони надали нове уявлення про молекулярні та клітинні механізми мікросудинних змін при діабеті, АГ та інших серцево-судинних захворюваннях.
Візуалізація сітківки
Найбільшою технологічною інновацією останніх десятиліть у масштабних дослідженнях щодо ролі мікроциркуляції при серцево-судинних захворюваннях, безперечно, стала вдосконалена візуалізація сітківки ока. Гіпертензивна ретинопатія була описана ще в ХІХ столітті і тривалий час була якісним маркером ступеня ураження органів-мішеней при АГ. Оскільки втрата зорових функцій не розглядалася серед основних ускладнень при АГ, протягом ХХ століття увага поступово переходила на інші органи, зокрема нирки, серце та мозок. Однак близько 20 років тому T. Wong та співавтори ініціювали пожвавлення візуалізації сітківки [10, 11] у співпраці з багатьма центрами по всьому світу. Вони представили відносно просту у використанні немідріатичну відеокамеру з просунутим програмним забезпеченням для детального аналізу записів мікросудинної мережі сітківки в автономному режимі. Цей прилад дозволяє вимірювати діаметр мікросудин, співвідношення просвіту та стінок, кількість судин, кути розгалуження та звивистість судин. Крім того, ці методи візуалізації мають значну відтворюваність і можуть бути використані неодноразово у тих самих осіб для подальших досліджень.
З моменту їх впровадження на початку ХХІ століття сучасні системи візуалізації мікросудин сітківки розвивалися далі. Технологія Гейдельберзького скануючого лазера з допплерівською флоуметрією (SLDF) вже згадувалася вище. Іншими новинками є оптична когерентна томографія (ОКТ) та ОКТ-ангіографія [12, 13], які зараз навіть потрапили до центрів первинної медичної допомоги для діагностики загрозливого зору захворювання сітківки; однак вони також можуть бути використані для спостереження очних біомаркерів і виявлення системних захворювань та відстеження їх прогресування під час лікування. Цей метод дозволяє збирати широку низку даних про параметри очних судин. Нещодавно в публікації було введено термін «окулом» при використанні цих наборів даних для характеристики системних захворювань [13]. Іншою важливою новою розробкою є адаптивна оптична офтальмоскопія (АОО), яка дозволяє проводити майже гістологічну оцінку мікроциркуляторного русла сітківки з роздільною здатністю всього кілька мікрометрів [14, 15]. AOO базується на комерційно доступній світлопотоковій камері в поєднанні з вдосконаленим напівавтоматичним програмним забезпеченням для обробки зображень. Було доведено, що методика є високо відтворюваною і особливо підходить для дослідження структурних мікросудинних змін, оскільки забезпечує пряме вимірювання стінки судини. У нещодавньому огляді у журналі Blood Pressure детально обговорюються та порівнюються ці останні технологічні досягнення у дослідженні мікросудин сітківки [9].
Мікросудинні зміни сітківки при гіпертензії
Різні нові технології дослідження мікросудин сітківки дозволили вивчити низку відповідних параметрів, включаючи діаметр судин, їх щільність, архітектуру розгалуження, звивистість, фокусне звуження та параметри, пов’язані з перфузією. Ранні дослідження із цими новими технологіями проводилися насамперед у пацієнтів з АГ та діабетом, оскільки роль мікроциркуляції при цих захворюваннях на той час була чітко встановлена, хоча на основі більш інвазивних та технічно складних методів. Подальші дослідження в основному підтвердили попередні мікросудинні спостереження на тваринних моделях АГ та спостереження у людей з гіпертонічною хворобою. В обох випадках АГ асоціювалася із звуженням артеріол і збільшенням відношення товщини стінки до просвіту стінок. Крім того, втрата дрібних артеріол і капілярів (розрідження) є ознакою навіть ранніх стадій АГ. Ідея полягала в тому, що візуалізація сітківки може стати новим джерелом інформації, зокрема, у довгострокових епідеміологічних спостережних дослідженнях. Низка досліджень населення, проведених у період з 2000 по 2020 рік, справді підтвердили цю ідею. Огляд цих досліджень можна знайти в роботі M. Liu та співавторів за 2012 рік та більш пізній статті C. Cheung та співавторів за 2019 рік [11, 16]. Одним із цікавих висновків цих метааналізів є те, що доклінічні зміни в мікроциркуляції та у великих артеріях мають деякі спільні, але переважно унікальні шляхи, пов’язані із серцево-судинними захворюваннями. Мікросудинні зміни сітківки вже можна спостерігати на ранніх стадіях розвитку АГ, і вони мають прогностичну значимість для її подальшого розвитку та пов’язаного із цим серцево-судинного ризику. Крім серцево-судинного ризику, вони також є ранніми ознаками ризиків, пов’язаних із ураженням мозку, таких як розвиток судинної деменції. Останній факт не є несподіваним, оскільки мікросудинна мережа сітківки часто розглядається як маркер розвитку судин головного мозку та можливих порушень.
На додаток до цих популяційних досліджень декілька авторів також зосередилися на більш механістичних питаннях, таких як судинні зміни на початку життя [17] або генетичні детермінанти функцій та структури мікросудинної системи при АГ [18]. Однією з основних проблем на найближчі роки буде з’ясування того, які молекулярні механізми визначають генетичний вплив на розвиток судин і як ці механізми призводять до стійкої гіпертензії у подальшому житті. З цією метою будуть потрібні дослідження змін (мікро-) судинної стінки. Останнім часом були впроваджені найновіші удосконалення для оцінки артеріолярної морфології сітківки та перфузії, такі як SLDF та AOO, що може сприяти більш широкому проведенню таких досліджень.
Мікроциркуляція сітківки як маркер та прогностичний фактор серцево-судинних захворювань
У нещодавньому огляді R. Allon із співавторами [19] узагальнили результати досліджень, включених до баз даних PubMed та Embase з 1 січня 2000 р. по 1 січня 2020 р. щодо мікросудинних змін сітківки у пацієнтів із різними серцевими захворюваннями, включаючи гострий коронарний синдром, ішемічну хворобу серця, серцеву недостатність та порушення провідності. Їх загальний висновок із цього великого аналізу літератури полягає в тому, що дослідження мікросудин сітківки може надати істотні дані про стан супутніх серцевих захворювань та передбачити майбутній ризик серцево-судинних подій. Одним із найбільш цікавих висновків їх огляду було те, що діаметр мікросудин, зокрема звуження артеріол у поєднанні із більш широкими венулами, корелює із частотою розвитку гострого коронарного синдрому, особливо у жінок, і може бути прогностичним маркером його виникнення. Ця гендерна розбіжність підтримує гіпотезу, що мікросудинна дисфункція відіграє більшу роль у патогенезі ішемічної хвороби серця у жінок, ніж у чоловіків. Інший важливий висновок із цього систематичного огляду полягає в тому, що, крім діаметра мікросудин, інші структурні характеристики сітківки, такі як кути розгалуження та звивистість судин, пов’язані із захворюваннями серця та смертю. Цей цікавий аспект мікроциркуляції та її основні молекулярні детермінанти, безперечно, будуть головною галуззю досліджень протягом наступних років. Розвиток досліджень також може призвести до нових можливих цілей у профілактиці або лікуванні серцево-судинних захворювань.
Висновки
Після тривалої історії офтальмологічних обстежень хворих на АГ ця діагностична процедура майже зникла з рутинної медичної практики наприкінці ХХ століття. Великі технологічні інновації близько 2000 року спростили та покращили спосіб вивчення мікроциркуляції сітківки. Багато досліджень за останні два десятиліття на основі цих нововведень довели цінність дослідження мікроциркуляції сітківки для оцінки мікросудинних змін у пацієнтів з АГ та прогнозування довгострокових серцево-судинних результатів. Хоча назва цієї короткої статті закінчується знаком питання, висновок закінчується знаком оклику: дослідження судин сітківки корисне для пацієнтів з гіпертензією!
Переклад: Ю. Сіренко
Оригінал статті надрукований в
Journal of Cardiology Practice. 2021 Aug.
Vol. 20. № 10–11
Список литературы
1. Struijker-Boudier H.A.J., Rosei E.A., Bruneval P., Camici P.G., Christ F., Henrion D., Lévy B.I., Pries A., Vanoverschelde J.L. Eur. Heart J. 2007. 28. 2834-40.
2. Lévy B.I., Schiffrin E.L., Mourad J.J., Agostini D., Vicaut E., Safar M.E., Struijker-Boudier H.A.J. Circulation. 2008. 118. 968-76.
3. De Ciuceis C., Agabiti Rosei C., Caletti S., Trapletti V., Coschignano M.A., Tiberio G.A.M., et al. J. Hypertens. 2018. 36. 1154-63.
4. Gutterman D.D., Chabowski D.S., Kadlec A.O., Durand M.J., Freed J.K., Ait-Aissa K., Beyer A.M. Circ. Res. 2016. 118. 157-72.
5. Struijker-Boudier H.A.J., Heijnen B.F., Liu Y.P., Staessen .A. Hypertension. 2012. 60. 523-7.
6. Struijker-Boudier H.A.J. Study of the microcirculation through microscopic techniques. In: Microcirculation: from bench to bedside. Eds. M. Dorobantu and L. Badimon. Basingstoke, UK: Springer; 2020. Р. 55-63.
7. Henzler D., Scheffler M., Westheider A., Köhler T. Clin Hemorheol. Microcirc. 2017. 67. 505-9.
8. De Backer D., Hollenberg S., Boerma C., Goedhart C., Büchele G., Ospina-Tascon G., Dobbe I., Ince C. Crit. Care. 2007. 11. R101.
9. Szulc U., Dabrowska E., Pieczynski J., Bialkowski P., Narkiewicz K., Schmieder R., Harazny J. Blood Pressure. 2021. 30. 4-19.
10. Wong T.Y., Klein R., Couper D.J., Cooper L.S., Sharar E., Hubbard L.D., Wofford M.R., Sharrett A.R. Lancet. 2001. 358. 1134-40.
11. Liu M., Wake M., Wong T.Y., He M., Xiao Y., Burg-ner D.P., Lycett K. Microcirculation. 2019. 26. e12557.
12. Chia J., Chin C.W.L., Hong J., Chee M.L., Le T.T., Ting D.S.W., Wong T.Y., Schmetterer L. J. Hypertens. 2019. 37. 572-80.
13. Wagner S., Fu D.J., Faes L., Liu X., Huemer J., Khalid H., Ferraz D., Korot E., Kelly C., Balaskas K., Denniston A.K., Keane P.A. Transl. Vis. Sci. Technol. 2020. 9. 6.
14. Gallo A., Dietenbeck T., Giron A., Pacques M., Kachenoura N., Girerd X. Clin. Res. Cardiol. 2020 June 3. [Epub ahead of print].
15. Zaleska-Zmijewska A., Wawrzyniak Z., Kupis M., Szaflik J.P. J Ophthalmol. 2021. 2021. 6642059.
16. Cheung C.Y., Ikram M.K., Sabanayagam C., Wong T.Y. Hypertension. 2012. 60. 1094-103.
17. Liew G., Wang J.J., Duncan B.B., Klein R., Sharrett A.R., Brancati F., Yeh H.C., Mitchell P., Wong T.Y. Atherosclerosis Risk in Communities Study. Hypertension. 2008. 51. 933-8.
18. Liu Y.P., Kuznetsova T., Thijs L., Jin Y., Schmitz B., Brand S.M., Brand E., Manunta P., Bianchi G., Struijker-Bou-dier H., Staessen J.A. Am. J. Hypertens. 2011. 24. 1300-5.
19. Allon R., Aronov M., Belkin M., Maor E., Shechter M., Fabian I.D. Am. J. Med. 2021. 134. 36-47.