СПОСОБ ОЦЕНКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ СОСУДИСТОГО ЭНДОТЕЛИЯ К НАПРЯЖЕНИЮ СДВИГА
METHOD FOR ASSESSING SENSITIVITY OF VASCULAR ENDOTHELIUM TO SHEAR STRESS

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к биохимии и физиологии, и может быть использовано для оценки чувствительности эндотелия у человека в норме и патологии.
Известен способ оценки адаптивных свойств сосудистой стенки к функциональной нагрузке, включающий определение показателей крови: эндотелина, нитритов и фактора Виллебранда до и после функциональной нагрузки. Используя полученные данные, по формуле определяют величину показателя Кэн, отражающего адаптацию клеток эндотелия к ишемии. При величине Кэн меньше или равной «0» адаптивные свойства сосудистой стенки сохранены, при величине Кэн больше «0» и до 0,2 включительно адаптивные свойства сосудистой стенки умеренно снижены, а при величине Кэн больше 0,2 адаптивные свойства сосудистой стенки значительно снижены (Способ оценки адаптивных свойств сосудистой стенки к функциональной нагрузке: пат. 2393477, Рос. Федерация: G01N 33/52, G01N 33/53 / Пивоваров Ю.И., Корякина Л.Б., Андреева Е.А., Курильская Т.Е., Чижова Е.А., Тюрюмина Е.Э.; опубл. 27.06.2010).
К недостаткам известного способа следует отнести то, что учитываемый показатель требует проведения большого количества исследований и отражает адаптацию эндотелия к напряжению сдвига, а не его чувствительность, которая отражает способность эндотелия реагировать на изменение внутрисосудистой гемодинамики путем продукции вазоактивных веществ.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения чувствительности плечевой артерии к напряжению сдвига на эндотелии путем определения вазомоторной функции сосудистого эндотелия. Сущность известного способа заключается в определении показателей функции эндотелия до и после окклюзионной пробы, в качестве которой использовали пробы с реактивной гиперемией и нитроглицерином. При этом определяли диаметр плечевой артерии, дилатацию, вызванную потоком крови и нитроглицерином, и изменение скорости кровотока, проводили общий и биохимический анализы крови. Затем определяли напряжение сдвига на эндотелии по вязкости, скорости кровотока и диаметру плечевой артерии до и после ишемической пробы. Чувствительность плечевой артерии к напряжению сдвига определяли по формуле
<mrow><mi>K</mi><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>Δ</mi><mi>D</mi></mrow><mrow><msub><mi>D</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>Δ</mi><mi>τ</mi></mrow><mrow><msub><mi>τ</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
0
0
где ΔD - изменение диаметра плечевой артерии, D - исходный диаметр плечевой артерии, Δτ - изменение напряжения сдвига, τ - исходное напряжение сдвига. Чувствительность плечевой артерии к напряжению сдвига в группе больных гипертонической болезнью составила 0,041±0,008, в группе лиц с гиперхолестеринемией - 0,036±0,012, что оказалась достоверно ниже, чем в контроле - 0,079±0,012 (Иванова О.В., Рогоза А.Н., Балахонова Т.В., Соболева Г.Н., Атьков О.Ю., Карпов Ю.А. Определение чувствительности плечевой артерии к напряжению сдвига на эндотелии как метод оценки состояния эндотелийзависимой вазодилатации с помощью ультразвука высокого разрешения у больных с артериальной гипертонией // Кардиология. - №3. - 1998. - С.37-41.)
К недостаткам известного способа следует отнести то, что оценка чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига основана только на показателях изменения диаметра артерии, вязкости крови, скорости кровотока и не отражает соотношения вазодилататоров и вазоконстрикторов, влияющих на тонус сосудов.
Кроме того, у больных со спазмом плечевой артерии коэффициент чувствительности имел отрицательное значение, что не позволяло оценить чувствительность к напряжению сдвига.
Задачей заявляемого технического решения является разработка способа оценки чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига, учитывающего соотношение вазодилататоров и вазоконстрикторов, влияющих на тонус сосудов.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение точности оценки, за счет определения соотношения вазоактивных факторов -нитритов и эндотелина, продуцируемых сосудистым эндотелием при изменении напряжения сдвига.
Технический результат достигается тем, что способ оценки чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига включает определение показателей функции эндотелия до и после проведения окклюзионной пробы в плечевой артерии и оценки его чувствительности к напряжению сдвига по формуле.
Отличительные приемы заявляемого способа заключаются в определении уровней нитритов и эндотелина до и после окклюзионной пробы,
Отличие способа также заключается и в том, что чувствительность сосудистого эндотелия определяют по формуле:
<mrow><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>0,25</mn><mo>⋅</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>н</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><msub><mi>ы</mi><mn>2</mn></msub><mo>/</mo><mi>э</mi><mi>н</mi><mi>д</mi><mi>о</mi><mi>т</mi><mi>е</mi><mi>л</mi><mi>и</mi><msub><mi>н</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mrow><mi>н</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><msub><mi>ы</mi><mn>1</mn></msub><mo>/</mo><mi>э</mi><mi>н</mi><mi>д</mi><mi>о</mi><mi>т</mi><mi>е</mi><mi>л</mi><mi>и</mi><msub><mi>н</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
где index(e) - коэффициент чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига;
1
нитриты - уровень нитритов до окклюзионной пробы;
2
нитриты - уровень нитритов после окклюзионной пробы;
1
эндотелин - уровень эндотелина до окклюзионной пробы;
2
эндотелин - уровень эндотелина после окклюзионной пробы.
Авторами заявляемого способа установлено, что и при величине коэффициента index(e) меньше или равной 0,5 чувствительность сосудистого эндотелия к напряжению сдвига оценивают сниженной, при величине index(e) больше 0,5 - нормальной.
Проведенный сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый способ отличается от известного вышеперечисленными приемами и, следовательно, соответствует критерию изобретения «новизна».
Из проведенного анализа патентной и специальной литературы установлено, что предлагаемый способ имеет признаки, отличающие его не только от прототипа, но и других технических решений в данной и смежных областях медицины. В доступной литературе авторами предлагаемого технического решения не выявлено способа оценки чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига вышеперечисленными приемами.
Отличия заявляемого способа от известных заключаются в возможности выявления нарушений выработки вазодилататоров или вазоконстрикторов сосудистым эндотелием.
Проведенный анализ полученных результатов позволил авторам заявляемого способа выявить два типа чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига.
Клинические наблюдения авторов свидетельствуют о том, что использование предлагаемого технического решения позволяет оценить чувствительность сосудистого эндотелия у больных гипертонической болезнью и при ишемической болезни сердца (ИБС), или при сочетании этих заболеваний. Авторами показано, что величина коэффициента index(e) может использоваться для количественной оценки индивидуальных особенностей выработки вазодилататоров и вазоконстрикторов как в норме, так и при различных патологиях сердечно-сосудистой системы.
Предлагаемый способ позволяет определить реальное соотношение продуцируемых сосудистым эндотелием вазоактивных факторов (нитритов и эндотелина) при изменении напряжения сдвига, что дает возможность оценить эффективность лечения больных сосудистой патологией непосредственно в процессе лечения.
Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».
Способ, составляющий заявляемое изобретение, предназначен для использования в медицине. Возможность его осуществления подтверждена описанными в заявке примерами и средствами, следовательно, предлагаемое решение соответствует критерию изобретения «промышленная применимость».
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
Утром натощак из локтевой вены проводят забор крови в пробирку, содержащую 3,8% раствора цитрата натрия. Затем на 5 минут пережимают плечевую артерию манжетой аппарата Короткова. Во время пережатия артерии систолическое давление пациента должно превышать исходное на 50 мм рт. столба (окклюзионная проба). Повторный забор крови проводят из локтевой вены руки, которая не подвергалась ишемии.
Уровень нитритов (метаболитов оксида азота) в плазме крови пациента определяют в ммоль/л с помощью реактива Грисса по интенсивности окраски при длине волны 540 нм.
Уровень эндотелина-1 (эндотелии) определяют иммуноферментным методом в сыворотке крови с помощью ИФА анализатора в фмоль/мл.
Уровни нитритов и эндотелина определяют до и после манжеточной пробы. Полученные величины используют в нижеприведенной формуле для определения величины коэффициента чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига:
<mrow><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>0,25</mn><mo>⋅</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>н</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><msub><mi>ы</mi><mn>2</mn></msub><mo>/</mo><mi>э</mi><mi>н</mi><mi>д</mi><mi>о</mi><mi>т</mi><mi>е</mi><mi>л</mi><mi>и</mi><msub><mi>н</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mrow><mi>н</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><msub><mi>ы</mi><mn>1</mn></msub><mo>/</mo><mi>э</mi><mi>н</mi><mi>д</mi><mi>о</mi><mi>т</mi><mi>е</mi><mi>л</mi><mi>и</mi><msub><mi>н</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
где index(e) - коэффициент чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига;
1
нитриты - уровень нитритов до окклюзионной пробы;
2
нитриты - уровень нитритов после окклюзионной пробы;
1
эндотелин - уровень эндотелина до окклюзионной пробы;
2
эндотелин - уровень эндотелина после окклюзионной пробы.
При величине коэффициента index(e) меньше или равной 0,5 чувствительность сосудистого эндотелия к напряжению сдвига оценивают сниженной, а при index(e) больше 0,5 - нормальной.
Предложенный способ поясняется примерами конкретного выполнения.
Пример 1. Донор А., практически здоров. Проведена окклюзионная проба. В полученных образцах крови определены уровни нитритов и эндотелина до и после пробы.
Нитриты: до = 3,70 ммоль/л; после = 3,50 ммоль/л.
Эндотелин: до = 1,46 фмоль/мл; после 0,41 = фмоль/мл.
index(e)=0,25·(3,50/0,41)/(3,70/1,46)=0,84.
Рассчитанная величина коэффициента index(e) свидетельствует о нормальной чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига.
Пример 2. Больной К., история болезни №160, диагноз: ишемическая болезнь сердца II функциональный класс, стенокардия напряжения.
Больному проведена окклюзионная проба. В полученных образцах крови определены уровни нитритов и эндотелина до и после пробы.
Нитриты: до = 1,3 ммоль/л; после = 1,20 ммоль/л.
Эндотелин: до = 1,10 фмоль/мл; после = 1,96 фмоль/мл.
index(e) = 0,25·(1,20/1,96)/(1,3/1,10)=0,13.
Рассчитанная величина коэффициента index(e) = 0,13 указывает на сниженную чувствительность сосудистого эндотелия к напряжению сдвига.
Пациенту была рекомендована комплексная терапия с назначением препаратов, направленных на восстановление функции эндотелия артериальных сосудов, в данном случае - препарат, содержащий молсидомин.
Через 3 месяца проведенного лечения больному повторно провели окклюзионную пробу. В полученных образцах крови определены уровни нитритов и эндотелина до и после пробы.
Нитриты: до = 2,00 ммоль/л; после = 3,50 ммоль/л.
Эндотелин: до = 1,14 фмоль/мл; после = 1,19 фмоль/мл
index(e)=0,25·(3,50/1,19)/(2,00/1,14)=0,42.
Величина коэффициента index(e) = 0,42 свидетельствует о положительной динамике изменения чувствительности сосудистого эндотелия к напряжению сдвига. Больному рекомендовано продолжение приема молсидомина в сочетаний с комплексной терапией.
Пример 3. Больной О., история болезни 4, диагноз: гипертоническая болезнь 2 степени.
Больному проведена окклюзионная проба. В полученных образцах крови определены уровни нитритов и эндотелина до и после пробы.
Нитриты: до = 3,00 ммоль/л; после = 3,20 ммоль/л.
Эндотелин: до = 2,22 фмоль/мл; после = 2,31 фмоль/мл.
index(e)=0,25·(3,20/2,31)/(3,00/2,22)=0,26.
Полученная величина коэффициента index(e)=0,26 указывает на сниженную чувствительность сосудистого эндотелия к напряжению сдвига.
Пациенту была рекомендована комплексная терапия с назначением препаратов, направленных на восстановление функции эндотелия артериальных сосудов, в данном случае препарат, содержащий L-аргинин.
Через 3 месяца проведенного лечения у больного повторно проведена окклюзионная проба. В полученных образцах крови определены уровни нитритов и эндотелина до и после пробы.
Нитриты: до = 4,00 ммоль/л; после = 6,20 ммоль/л.
Эндотелии: до = 1,74 фмоль/мл; после = 1,19 фмоль/мл.
index(e)=0,25·(6,20/1,19)/(4,00/1,74)=0,57.
Рассчитанная величина коэффициента index(e)=0,57 свидетельствует об эффективности проведенной комплексной терапии, т.к. чувствительность сосудистого эндотелия к напряжению сдвига стала нормальной.
Было обследовано 60 пациентов со стабильной формой стенокардии напряжения (СН) II-III класса тяжести. Диагноз ИБС подтверждали при наличии СН II-III функционального класса тяжести по классификации Канадской ассоциации кардиологов в сочетании с положительными результатами обследования (пробы с физической нагрузкой, суточного ЭКГ-мониторирования и результатов коронарографии).
Также обследовали 50 больных с гипертонической болезнью (ГБ) I-II стадии, 1-2 степени. Все пациенты были мужского пола. Диагноз ГБ устанавливали по данным анамнеза и клинико-инструментального обследования.
Дифференциальную диагностику для исключения симптоматических ЛГ проводили в соответствии с рекомендациями Всероссийского научного общества кардиологов (ВНОК, 2008).
Группу сравнения составили 20 клинически здоровых мужчин.
Сравнительный анализ средней величины чувствительности эндотелия к напряжению сдвига показал, что index(e) составляет:
у здоровых лиц 0,68±0,18;
у больных СН 0,15±0,02 (p<0,01, в сравнении со здоровыми лицами);
у больных ГБ 0,22±0,045 (p<0,02, в сравнении со здоровыми лицами).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что нижняя граница величины чувствительности сосудистого эндотелия у здоровых лиц равна 0,5 (0,68-0,18=0,5), а у больных СН и у больных ГБ чувствительность сосудистого эндотелия к напряжению сдвига значительно снижена.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет быстро и объективно оценить чувствительность сосудистого эндотелия к напряжению сдвига, что обеспечивает возможность его широкого использования в практической медицине. Величина коэффициента index(e) может использоваться для количественной оценки индивидуальных особенностей выработки вазодилататоров и вазоконстрикторов как в норме, так и при различных патологиях сердечно-сосудистой системы. Заявляемый способ прост в исполнении, математические расчеты по предлагаемой формуле не сложны.