Параметры микроциркуляции в коже как диагностические маркеры нарушения центрального и церебрального кровообращения при геморрагическом шоке (экспериментальное исследование)

Цель исследования — оценить связь параметров микроциркуляции в коже с параметрами центрального и церебрального кровообращения при прогрессирующей кровопотере.

Материалы и методы. Рандомизированное проспективное контролируемое экспериментальное исследование in vivo. Эксперименты провели на крысах-самцах линии Wistar (250–350 г, n=23), которых разделили на две группы: «геморрагический шок» (ГШ, n=13) с кровопотерей сначала 15% ОЦК, затем 35% от расчетного объема циркулирующей крови (ОЦК), и «ложно-оперированные» животные (ЛО, n=10). После комбинированной анестезии, катетеризации бедренной артерии и краниотомии на этапе 1 измеряли среднее артериальное давление (АД_ср), перфузию коры головного мозга (LSCI_brain) и кожи задней конечности (LSCI_skin) методом лазерной спекл-контрастной визуализации (ЛСКВ). Измерения повторяли после кровопотери 15% ОЦК (этап 2) и 35% ОЦК (этап 3). Рассчитывали индексы церебральной (CVC_brain =LSCI_brain/АД_ср) и кожной (CVC_skin =LSCI_skin/АД_ср) сосудистой проводимости, а на этапе 3 дополнительно оценивали параметры постокклюзионной реактивной гиперемии (PORH) в коже задней конечности. Статистический анализ данных проводили в программе STATISTICA 13.0 с применением непараметрических методов. Взаимосвязь исследуемых параметров кровообращения оценивали с помощью коэффициента корреляции Спирмена (r).

Результаты. Кровопотеря 15% ОЦК привела к снижению LSCI_skin на 26% (p=0,003 vs ЛО) без существенного изменения LSCI_brain. При утяжелении кровопотери и снижении LSCI_skin на 43% (p<0,001 vs ЛО) LSCI_brain уменьшался на 14% (p<0,001 vs ЛО). Эти изменения сопровождались устойчивым повышением CVC brain (p<0,001 vs ЛО на этапе 3) без компенсаторных реакций кожной сосудистой проводимости на кровопотерю (CVC_skin значимо не изменялась на протяжении эксперимента). В группе ГШ после кровопотери снизилась амплитуда PORH в коже (p=0,003 vs ЛО), но увеличился резерв микрососудистого кровотока (p=0,036 vs ЛО). До кровопотери обнаружена положительная корреляция средней силы параметров LSCI_skin и CVC_skin с параметром CVC_brain. При ГШ LSCI_brain коррелировала (r=0,57, p=0,041) со степенью снижения LSCI_skin, а резерв кожного микрососудистого кровотока имел сильную положительную корреляцию (r=0,84, p=0,001) с уровнем pH и BE артериальной крови. Характер корреляции LSCI_skin и АД_ср менялся со средней отрицательной на этапе 1 до сильной положительной на этапе 3.

Заключение. Параметры кожной микроциркуляции (LSCI_skin, CVC_skin и параметры PORH), оцененные методом ЛСКВ, являются перспективными диагностическими маркерами нарушения центрального и церебрального кровообращения при прогрессирующей кровопотере, требующие дальнейшей валидации.

1. Cannon J. W. Hemorrhagic shock. N Engl J Med. 2018; 378 (19): 1852–1853. DOI: 10.1056/NEJMc1802361. PMID: 29742379

2. Мороз В. В., Рыжков И. А. Острая кровопотеря: регионарный кровоток и микроциркуляция (Обзор, Часть II). Общая реаниматология. 2016; 12 (5): 65–94. DOI: 10.15360/1813-9779-2016-5-65-94.

3. Григорьев Е. В., Лебединский К. М., Щеголев А. В., Бобовник С. В., Буланов А. Ю., Заболотских И. Б., Синьков С. В., с соавт. Реанимация и интенсивная терапия при острой массивной кровопотере у взрослых пациентов. Анестезиология и реаниматология. 2020; (1): 5–24. DOI: 10.17116/anaesthesiology20200115.

4. Filho I. T. Hemorrhagic shock and the microvasculature. Compr Physiol. 2017; 8 (1): 61–101. DOI: 10.1002/cphy.c170006. PMID: 29357125.

5. Harrois A., Tanaka S., Duranteau J. The microcirculation in hemorrhagic shock. Annual Update in Intensive Care and Emergency Medicine. 2013: 277–289. DOI: 10.1007/978-3-642-35109-9_22.

6. Мороз В. В., Рыжков И. А. Острая кровопотеря: регионарный кровоток и микроциркуляция (Обзор, Часть I). Общая реаниматология. 2016; 12 (2): 66–89. DOI: 10.15360/1813-9779-2016-2-66-89.

7. Wan Z., Sun S., Ristagno G., Weil M. H., Tang W. The cerebral microcirculation is protected during experimental hemorrhagic shock. Crit Care Med. 2010; 38 (3): 928–932. DOI: 10.1097/CCM.0b013e3181cd100c. PMID: 20068466.

8. Cavus E., Meybohm P., Doerges V., Hugo H. H., Steinfath M., Nordstroem J., Scholz J., et al. Cerebral effects of three resuscitation protocols in uncontrolled haemorrhagic shock: a randomised controlled experimental study. Resuscitation. 2009; 80 (5): 567–572. DOI: 10.1016/j.resuscitation.2009.01.013. PMID: 19217706.

9. Рева В. А., Самакаева А. Р., Шелухин Д. А., Орлов С. В., Потемкин В. Д., Булгин Д. В., Грачева Г. Ю., с соавт. Экстренная сверхглубокая гипотермия при остановке сердца, индуцированной кровопотерей (экспериментальное исследование на обезьянах). Общая реаниматология. 2025; 21 (1): 62–74. DOI: 10.15360/1813-9779-2025-1-62-74.

10. Rickards C. A. Cerebral blood-flow regulation during hemorrhage. Compr Physiol. 2015; 5 (4): 1585–1621. DOI: 10.1002/cphy.c140058. PMID: 26426461.

11. Tonnesen.J, Pryds A., Larsen E. H., Paulson O. B., Hauerberg J., Knudsen G. M. Laser doppler flowmetry is valid for measurement of cerebral blood flow autoregulation lower limit in rats. Exp Physiol. 2005; 90 (3): 349–355. DOI: 10.1113/expphysiol.2004.029512. PMID: 15653714.

12. Рыжков И. А., Заржецкий Ю. В., Новодержкина И. С. Сравнительные аспекты регуляции кожной и мозговой микроциркуляции при острой кровопотере. Общая реаниматология. 2017; 13 (6): 18–27. DOI: 10.15360/1813-9779-2017-6-18-27.

13. Cracowski J., Roustit M. Current methods to assess human cutaneous blood flow: an updated focus on laser-based-techniques. Microcirculation. 2016; 23 (5): 337–44. DOI: 10.1111/micc.12257. PMID: 26607042.

14. Потапова Е. В., Михайлова М. А., Королева А. К., Ставцев Д. Д., Дремин В. В., Дунаев А. В., Якушкина Н. Ю., с соавт. Мультипараметрический подход к оценке кожной микроциркуляции у пациентов дерматологического профиля (на примере псориаза). Физиол человека. 2021; 47 (6): 33–42. DOI: 10.31857/S013116462105009X.

15. Holowatz L. A., Thompson-Torgerson C. S., Kenney W. L. The human cutaneous circulation as a model of generalized microvascular function. J Appl Physiol (1985). 2008; 105 (1): 370–372. DOI: 10.1152/japplphysiol.00858.2007. PMID: 17932300.

16. Ураков А. Л., Касаткин А. А., Уракова Н. А., Дементьев В. Б. Инфракрасная термография пальцев рук человека как метод оценки адаптации регионарного кровообращения к кровопотере. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2016; 15 (3): 24–29. DOI: 10.24884/1682-6655-2016-15-3-24-29.

17. Танканаг А. В. Методы вейвлет-анализа в комплексном подходе к исследованию кожной микрогемодинамики как единицы сердечно-сосудистой системы. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2018; 17 (3): 33–41. DOI: 10.24884/1682-6655-2018-17-3-33-41.

18. Остапченко Д. А., Гутников А. И., Давыдова Л. А. Современные подходы к терапии травматического шока (обзор). Общая реаниматология. 2021; 17 (4): 65–76. DOI: 10.15360/1813-9779-2021-4-65-76.

19. Kerger H., Waschke K. F., Ackern K. V., Tsai A. G., Intaglietta M. Systemic and microcirculatory effects of autologous whole blood resuscitation in severe hemorrhagic shock. Am J Physiol. 1999; 276 (6): H2035–43. DOI: 10.1152/ajpheart.1999.276.6.H2035. PMID: 10362685.

20. González R., Urbano J., López J., Solana M. J., Botrán M., García A., Fernández S. N., et al. Microcirculatory alterations during haemorrhagic shock and after resuscitation in a paediatric animal model. Injury. 2016; 47 (2): 335–341. DOI: 10.1016/j.injury.2015.10.075. PMID: 26612478.

21. Tachon G., Harrois A., Tanaka S., Kato H., Huet O., Pottecher J., Vicaut E., et al. Microcirculatory alterations in traumatic hemorrhagic shock. Crit Care Med. 2014; 42 (6): 1433–1441. DOI: 10.1097/CCM.0000000000000223. PMID: 24561562.

22. Крупаткин А. И., Сидоров В. В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: Колебания, информация, нелинейность (Руководство для врачей). М: Книжный дом «ЛИБРИКОМ»; 2013: 496.

23. Dunn A. K. Laser speckle contrast imaging of cerebral blood flow. Ann Biomed Eng. 2012; 40 (2): 367–377. DOI: 10.1007/s10439-011-0469-0. PMID: 22109805.

24. Piavchenko G., Kozlov I., Dremin V., Stavtsev D., Seryogina E., Kandurova K., Shupletsov V., et al. Impairments of cerebral blood flow microcirculation in rats brought on by cardiac cessation and respiratory arrest. J Biophotonics. 2021; 14 (12): e202100216. DOI: 10.1002/jbio.202100216. PMID: 34534405.

25. Golubova N., Potapova E., Seryogina E., Dremin V. Time–frequency analysis of laser speckle contrast for transcranial assessment of cerebral blood flow. Biomedical Signal Processing and Control. 2023; 85: 104969. DOI: 10.1016/j.bspc.2023.104969.

26. Ziebart A., Möllmann C., Garcia-Bardon A., Kamuf J., Schäfer M., Thomas R., Hartmann E. K. Effect of gelatin-polysuccinat on cerebral oxygenation and microcirculation in a porcine haemorrhagic shock model. Scand J Trauma Resusc Emerg Med. 2018; 26 (1): 15. DOI: 10.1186/s13049-018-0477-2. PMID: 29426350.

27. Golubova N., Ryzhkov I., Lapin K., Seryogina E., Dunaev A., Dremin V., Potapova E. Effect of thinned-skull cranial window on monitoring cerebral blood flow using laser speckle contrast imaging. IEEE J Select Topics Quantum Electron. 2025; 31 (4): 1–8. DOI: 10.1109/JSTQE.2025.3533950

28. Vishwanathan K., Chhajwani S., Gupta A., Vaishya R. Evaluation and management of haemorrhagic shock in polytrauma: clinical practice guidelines. J Clin Orthop Trauma. 2020; 13: 106–15. DOI: 10.1016/j.jcot.2020.12.003. PMID: 33680808.

29. Secher N. H., Van Lieshout J. J. Heart rate during haemorrhage: time for reappraisal. J Physiol. 2010; 588 (Pt 1): 19. DOI: 10.1113/jphysiol.2009.184499. PMID: 20045902.

30. Tew G. A., Klonizakis M., Crank H., Briers J. D., Hodges G. J. Comparison of laser speckle contrast imaging with laser Doppler for assessing microvascular function. Microvasc Res. 2011; 82 (3): 326–32. DOI: 10.1016/j.mvr.2011.07.007. PMID: 21803051.

31. Schadt J. C., Ludbrook J. Hemodynamic and neurohumoral responses to acute hypovolemia in conscious mammals. Am J Physiol. 1991; 260 (2 Pt 2): H305–18. DOI: 10.1152/ajpheart.1991.260.2.H305.PMID: 1671735.

32. Dubensky A., Ryzhkov I., Tsokolaeva Z;, Lapin K., Kalabushev S., Varnakova L., Dolgikh V. Post-occlusive reactive hyperemia variables can be used to diagnose vascular dysfunction in hemorrhagic shock. Microvasc Res. 2024; 152: 104647. DOI: 10.1016/j.mvr.2023.104647. PMID: 38092223.