Mikrokrążenie a kapilaroskopia – rys historyczny

1. Znaczenie kapilaroskopii w diagnostyce zaburzeń mikrokrążenia w chorobach wewnętrznychAnna Kuryliszyn-MoskalKlinika Rehabilitacji Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku

2. 1628r. -Wiliam Harvey – pierwszy opis mikrokrążenia (postulat obecności połączeń między tętnicami i żyłami, bez możliwości ich obserwacji) 1661r. – Marcello Malpighi – obserwacja włośniczek u żaby-lupa 1700r. – John Marshall (konstruktor mikroskopów) – obserwacja krwinek w naczyniach włosowatych rybiego ogona 1831r.– Marshall Hall -wyodrębnienie naczyń przed-, za- i włosowatych wg. kryteriów morfologicznych 1879r. - Heuter - pierwsze bad. kapilaroskopowe u człowieka 1911r. - W.P. Lombard- pierwsza kapilaroskopowaocena morfologii naczyń włosowatych wałów paznokciowych u człowieka 1916r. - O. Mueller, E. Weiss - pierwsza fotograficzna dokumentacja kapilaroskopii,(standaryzacja badania) 1922, 1937, 1939 r. - opracowania nt. bad. kapilaroskopowych lata 60-te - B. Zweifach – dynamiczna ocena mikrokrążenia (prędkości przepływu erytrocytów w m. fluorescencyjnym) 1979r.- A.Bollinger - wideomikroskopia Mikrokrążenie a kapilaroskopia – rys historyczny

3. Krążenie – anatomia • Aorta (średnica 2,5 cm, grubość ściany 2 mm) • Średnia tętnica (średnica 0,4 cm, grubość 1mm) • Tętniczka (średnica 30mikronów, grubość 20 mikronów) • Włośniczka (średnica 8 mikronów, gr. 1 mikron) • Żyłka (średnica 20 mikronów, gr. 2 mikrony) • Żyła (średnica 0,5 cm, gr. 0,5 mm) • Żyła główna (średnica 3 cm, gr. 1,5 mm) Przekrój ściany: 1-3 i 6-7: śródbłonek, włókna elastyczne, warstwa mm. gładkich, włókna kolagenowe, 4 – komórki śródbłonka,5- śródbłonek, wł. kolagenowe.

4. Istota zaburzeń mikrokrążenia • Zaburzenia mikrokrążenia, związane z aktywacją i uszkodzeniem śródbłonka oraz patologiczną angiogenezą prowadzą do rozwoju zmian naczyniowych i powikłań narządowych w przebiegu chorób wewnętrznych Immunologiczne mechanizmy uszkodzenia/aktywacji śródbłonka : • Odkładanie złogów kompleksów immunologicznych • Działanie przeciwciał przeciw komórkom endotelium (AECA), cytokin prozapalnych • Aktywacja apoptozy komórek śródbłonka • Udział komórek śródbłonka w rozwoju zmian naczyniowych - synteza i uwalnianie biologicznie aktywnych substancji (endotelina, VEGF, sE- selektyna) KONSEKWENCJE: • Zmniejszenie przepuszczalności bariery śródbłonkowej, rekrutacja i aktywacja leukocytów, rozwój stanu zapalnego i zmian prozakrzepowych • Uszkodzenie tkanek, rozwój powikłań narządowych

5. Znaczenie śródbłonka w rozwoju procesu zapalnego Rekrutacja leukocytów ANGIOGENEZA Adhezja komórek I Śródbłonek Produkcja cytokin: VEGF, IL-8, bFGF Prezentacja antygenu Krzepnięcie

6. Czynniki infekcyjne Adhezja leukocytów oxy-LDL Uszkodzenie Niedotlenienie Obce antygeny Kluczowa rola endotelium w procesie zapalnym i uszkodzeniu naczyń Uwalnianie cytokin (IL-1, IL-6, IL-8, IL-11, IL-15) ET-1, sTM, cząsteczek adhezyjnych (sE-selektyna, ICAM-1, VCAM-1) Aktywacja i rekrutacja komórek immunokompetentnych Pobudzenie hematopoezy szpikowej Reakcja ostrej fazy Aktywacja układu krzepnięcia

7. Znaczenie angiogenezy w rozwoju zmian zapalnych Induktory angiogenezy Inhibitory angiogenezy I Stan zdrowia Inhibitory angiogenezy Zapalenie Induktory angiogenezy

8. Kaskada angiogenezy 1. Uraz,hipoksja - aktywacja komórek śródbłonka, lokalne zapalenie (uwalnianie cytokin) 2. Degradacja błony podstawnej, migracja komórek śródbłonka poza światło naczynia, proliferacja, inwazja i tworzenie kiełków naczyniowych, proteolityczna degradacja podścieliska 3. Tworzenie się nowych kapilar naczyniowych, ich udrożnienie, tworzenie połączeń naczyniowych, końcowy „remodeling” nowej kapilary.

9. Kaskada angiogenezy Proliferacja/ inwazja Dojrzewanie/ różnicowanie Zapoczątkowanie procesu E– nowe naczynie A– naczynie krwionośne B – czynniki aktywujące angiogenezę C – degradacja błony podstawnej D – „Kiełek” naczyniowy

10. Techniki oceny mikrokrążenia • Techniki kapilaroskopowe • Metoda laserowo-dopplerowska • Termografia w podczerwieni • Przezskórna oksymetria

11. Techniki kapilaroskopowe • Kapilaroskopia • Mikroskopia szerokiego pola • Dynamiczna kapilaroskopia • Wideomikroskopia fluorescencyjna • Wideomikroskopia/wideomorfometria cyfrowa

12. Kapilaroskopia – metodyka • Zasada kapilaroskopii • Ocena morfologii naczyń włosowatych skóry za pomocą mikroskopu świetlnego (10- 200x powiększenie), dodatkowe oświetlenie ze źródła zimnego światła (halogenowe), aby zapobiec rozszerzeniu naczyń • Wiązka światła powinna padać na badaną skórę pod kątem 45°, aby uniknąć odbicia od jej powierzchni • W celu zwiększenia przejrzystości naskórka stosujemy olejek immersyjny • Ocenie podlegają: wały paznokciowe palców (równoległy przebieg naczyń), skóra grzbietu stóp, warg, dziąseł, języka oraz spojówki gałek ocznych.

13. Metodyka badań kapilaroskopowych Badanie pozwala na ocenę : • morfologii i liczby pętli, • stopnia uporządkowania (regularność, gęstość, obszary awaskularyzacji), • przepływu (prawidłowy, wolny, ciągły, przerywany), • perfuzji (stopnia wypełnienia naczyń, splot żylny), • zmian patologicznych (wynaczynienia, zastój, zmiany w obrębie podścieliska)

14. Prawidłowy obraz kapilaroskopowy 10-20 pętli w 1 mm, ułożonych równolegle, o homogennej morfologii • A - ramię tętnicze, węższe 9,8 - 20,5 µm • B- ramię żylne, szersze 10,3 - 23,1µm B A

15. A- ramię tętnicze B- ramię żylne C- splot podbrodawkowy Pętle kapilar ułożone są równolegle do siebie i do osi palca. Cieńsze ramię wstępujące (tętnicze) przechodzi w grubsze ramię zstępujące (żylne). Jasnoczerwony kolor pętli wynika z zawartości hemoglobiny w krwinkach czerwonych wypełniających naczynie. Gęstość pętli: 10-20 w 1 mm Prawidłowy obraz kapilaroskopowy

16. Rozkład kapilar • A - regularny - pętle ustawione są w porządku, równolegle do siebie, w zbliżonych odstępach • B - nieregularny - pętle występują w zmiennym pochyleniu, są różnej długości i w nieregularnych odstępach • C - obecność obszarów awaskularyzacji (stref beznaczyniowych – > 500µm) B C A

17. Różne kształty kapilar • 1-3 - pętle spinkowate • 4 - pętle kręte • 5 - pętle krzaczaste, rozgałęzione – angiogeneza • 6 -pętle giganty (dilatacje obu ramion i zwiększenie średnicy pętli powyżej 50 µm) • 7- Wynaczynienia 7 5 6 1 2 3 4

18. Polimorfizm zajęcia naczyń w obrazie klinicznym Szerokie spektrum kliniczne zależne od: • wieku • lokalizacji, tropizmu tkankowego • wielkości zajętych naczyń • patomechanizmu i punktu wyjścia procesu chorobowego

19. Zastosowanie kapilaroskopii do oceny zaburzeń mikrokrążenia w chorobach wewnętrznych 1. Układowe choroby tkanki łącznej • Twardzina układowa – znaczenie diagnostyczne, prognostyczne, monitorowanie terapii • Zapalenie skórno-mięśniowe • Mieszana choroba tkanki łącznej • Toczeń rumieniowaty układowy • Zespoły nakładania

20. Zastosowanie kapilaroskopii do oceny zaburzeń mikrokrążenia w chorobach wewnętrznych 2. Objaw Raynaud– diagnostyka, różnicowanie pierwotnego i wtórnego zespołu Raynaud, ocena progresji, monitorowanie terapii,znaczenie prognostyczne – nieprawidłowy obraz kapilaroskopowy wskazuje na zwiększone ryzyko rozwoju kolagenozy

21. Zastosowanie kapilaroskopii do oceny zaburzeń mikrokrążenia w chorobach wewnętrznych 3. Choroby układu krążenia • Nadciśnienie tętnicze – redukcja gęstości kapilar, korelacja między gęstością kapilar i średnią wartością ciśnienia rozkurczowego, tendencja wazospastyczna w początkowym okresie choroby • Sercowy zespół X (bóle stenokardialne, niedokrwienne zmiany ST, angiograficznie prawidłowe naczynia wieńcowe) – zmniejszenie gęstości kapilar • „Wypadanie” płatka zastawki mitralnej

22. Zastosowanie kapilaroskopii do oceny zaburzeń mikrokrążenia w chorobach wewnętrznych 4. Pierwotna żółciowa marskość wątroby - korelacja między obecnością zmian w kapilaroskopii (obraz typowy dla twardziny) a zajęciem stawów (ok. 50% chorych) 5. Choroba Crohn’a – obraz zbliżony do układowej waskulopatii 6.Choroby naczyń obwodowych: - miażdżyca zarostowa tętnic kończyn dolnych (brak kapilar), - zakrzepice, - przewlekła niewydolność naczyń żylnych – awaskularyzacja

23. Zastosowanie kapilaroskopii do oceny zaburzeń mikrokrążenia w chorobach wewnętrznych 4. Stany niedokrwienia skóry - lokalne zaburzenia krążenia 5.Choroby gruczołów dokrewnych: – akromegalia – wzrost liczby pętli spiralnych, zmniejszenie liczby i długości pętli, różnicowanie między aktywnym i stabilnym okresem choroby - niedoczynność tarczycy 6.Choroby hematologiczne: - czerwienica prawdziwa, - niedokrwistości, - przewlekłe białaczki 7.Korelacja między zaburzeniami mikrokrążenia a klirensem mocznika u osób poddanych dializie otrzewnowej

24. Zastosowanie kapilaroskopii do oceny zaburzeń mikrokrążenia w chorobach wewnętrznych 8. Cukrzyca -mikroangiopatia cukrzycowa – poszerzenia szczytu i ramienia żylnego pętli, pętle zastoinowe, spiralne, powiększone

25. Odsetek osób z różnym stopniem zaawansowania zmian w kapilaroskopii w zależności od ryzyka rozwoju powikłań cukrzycy t.1 * * p<0,05 * % Zmiany

26. Odsetek osób z różnym stopniem zaawansowania zmian w kapilaroskopii w zależności od obecności neuropatii % Zmiany

27. Odsetek osób z różnym stopniem zaawansowania zmian w kapilaroskopii w zależności od obecności nefropatii % Zmiany

28. Odsetek osób z różnym stopniem zaawansowania zmian w kapilaroskopii w zależności od obecności retinopatii % Zmiany

29. Zaburzenia mikrokrążenia – kluczowym ogniwem patogenetycznym 1. Choroby dermatologiczne • łuszczyca, • waskulopatie (erythema nodosum, kryoglobulinemia, martwica i owrzodzenia w różnych stanach patologicznych) 2. Choroby neurologiczne • dystrofie neurowegetatywne, • neuropatie obwodowe • zaburzenia wazomotoryczne (zesp. Raynaud) 3. Uszkodzenia toksyczne • chlorek winylu, • promieniowanie jonizujące i rentgenowskie - redukcja pętli, liczne rozgałęzienia i sinusoidy, pętle poszerzone

30. Zalety klasycznej kapilaroskopii: • badanie może być wielokrotnie powtarzane, • badanie przeprowadzane in vivo, • badanie nieinwazyjne, • możliwość oceny zaburzeń mikrokrążenia w zależności od dynamiki procesuchorobowego oraz stosowanego leczenia, • wczesna diagnostyka • różnicowanie zaburzeń mikrokrążenia

31. Inne techniki kapilaroskopowe Mikroskopia szerokiego pola • panoramiczna ocena obrazu przy niewielkim powiększeniu (10x do 50x). • dobrze obrazuje dezorganizację architektury naczyń oraz zmiany w obrębie podścieliska • Wada: nie pozwala na dokładny pomiar morfometryczny i ocenę wyglądu poszczególnych pętli. Dynamiczna kapilaroskopia • pomiar prędkości przepływu krwi w obrębie pojedynczej pętli z uwzględnieniem wrażliwości na zmiany temperatury i fazy oddechu • technika wideofotometryczna sprzężona z systemem komputerowym • jednoczesny pomiar temperatury skóry i amplitudy tętna w obrębie badanego palca • Zastosowanie: zespół Raynauda • Wady: duży błąd - znaczne różnice przepływu między poszczególnymi naczyniami • Ograniczona wartość diagnostyczna: pomiar dokonany w oparciu o wybrane kapilary nie jest reprezentatywny dla całego mikrokrążenia

32. Techniki kapilaroskopowe Wideomikroskopia fluorescencyjna • Ocena przepuszczalności kapilar • fluoresceinianu sodu (NaF) i.v. – ocena włośniczek pod mikroskopem z filtrem fluorescencyjnym • ocena dystrybucji przepływu w obrębie mikrokrążenia i dynamiczna ocena dyfuzji barwnika przez ścianę naczynia (przeciek naczyniowy). • U zdrowych- dobrze odgraniczone przejaśnienie („halo”); powiększone i nieregularne w stanach patologicznych, • różnicowanie między zmniejszoną gęstością kapilar a zmniejszoną przejrzystością skóry, po wstrzyknięciu barwnika - niewidoczne początkowo kapilary • fluoresceinian sodu zwiększa czułość kapilaroskopii • Wada: możliwość wystąpienia reakcji anafilaktycznej po dożylnym podaniu barwnika.

33. Techniki Kapilaroskopowe • Wideomikroskopia/wideomorfometria cyfrowa • udoskonalenie techniki kapilaroskopii, umożliwiające komputerowy zapis i przetwarzanie danych • Mikroskop z zimnym źródłem światła i powiększeniem od 200 do 600 x - podłączony do kamery wideo, w której obrazy są zapisywane i przetwarzane cyfrowo • Możliwość cyfrowej rejestracji danych umożliwia ocenę dynamiki zmian w czasie • W oparciu o pojedynczy pomiar nie można wnioskować o zmianach w całym mikrokrążeniu.

34. Kliniczne znaczenie kapilaroskopii Kapilaroskopia – „otwartym oknem” na mikrokrążenie • diagnostyka:wczesna i nieinwazyjna ocena zmian struktury i funkcji naczyń włosowatych • ocena dynamiki zaburzeń mikrokrążenia • ocena wyników leczenia, działań korzystnych i niepożądanych leków • znaczenie prognostyczne (zesp. Raynauda, twardzina, cukrzyca), • perspektywa wyodrębnienia grupy chorych z wysokim ryzykiem powikłań narządowych, wymagających obserwacji i wczesnego wdrożenia odpowiedniej terapii

35. Podsumowanie Kapilaroskopia jest cenną, nieinwazyjną metodą diagnostyczną pozwalającą na wczesną ocenę zaburzeń mikrokrążenia, różnicowanie charakteru zmian naczyniowychorazobserwację dynamiki procesu chorobowego.