Dzięki wykorzystaniu światła UV/VIS możliwa będzie bezinwazyjna ocena stanu układu krążenia. Propozycja naukowców z Politechniki Łódzkiej i Uniwersytetu Jagiellońskiego oparta jest na pomiarze fluorescencji NADH – FMSF (flow mediated skin fluorescence). Ta technika wykorzystująca zjawisko optyczne – fluorescencję NADH z naskórka przedramienia wywołaną promieniowaniem UV, jest doskonałym narzędziem do poznania stanu mikrokrążenia. Pozwala na wykrycie zaburzeń mikrokrążenia już na wczesnym etapie i jest pomocna zarówno osobom zdrowym – aktywnym fizycznie, jak i osobom cierpiącym na poważne problemy zdrowotne związane z dysfunkcjami naczyniowymi.
Oceny funkcjonowania układu krążenia dokonuje się najczęściej na podstawie analizy dużych naczyń i pracy serca, czyli na podstawie badania elektrokardiograficznego (EKG), echokardiograficznego (USG serca), czy angiograficznego (badanie radiologiczne naczyń krwionośnych z udziałem środka kontrastującego). Stan tętnic i żył bada się za pomocą USG Dopplera.
Znacznie trudniejsza jest ocena funkcjonowania mikrokrążenia, gdzie brakuje sprawdzonych metod diagnostycznych. Mikrokrążeniem nazywany jest przepływ krwi w obrębie naczyń krwionośnych o średnicach poniżej 0,1 mm, który odpowiada nie tylko za odnawianie składu chemicznego przestrzeni zewnątrzkomórkowej, ale i uczestniczy w mechanizmie termoregulacji organizmu.
Pomocny laser
Do niedawna, metodą z wyboru do diagnostyki mikrokrążenia była laserowa przepływometria dopplerowska (LDF) – metoda nieinwazyjna, pozwalająca na obserwację mikrokrążenia skórnego w czasie rzeczywistym, w sposób ciągły. W metodzie LDF wiązka promieniowania laserowego w podczerwieni przenika tkanki na głębokość kilku lub kilkunastu milimetrów. Wykorzystuje ona efekt Dopplera powodujący, że emitowana wiązka światła po odbiciu się od krwinek ulega dyspersji, zależnie od prędkości, z jaką krwinki zbliżają się lub oddalają od źródła promieniowania laserowego. Im większa dyspersja odbitego promieniowania, tym większy
przepływ w mikrokrążeniu. Metoda LDF nie pozwala jednak na wykonywanie pomiarów wartości bezwzględnych i wymaga określenia przepływu spoczynkowego, a następnie przeprowadzenia testów adaptacyjnych za pomocą określonych stymulatorów naczynioruchowych.
Wynikiem prac badawczych naukowców z Politechniki Łódzkiej i Uniwersytetu Jagiellońskiego jest wdrożenie nowej, nieinwazyjnej techniki diagnostycznej do oceny stanu krążenia naczyniowego, opartej na pomiarze fluorescencji NADH – FMSF (flow mediated skin fluorescence). Pomiar fluorescencji NADH (dinukleotydu nikotynamidoadeninowego) dokonywany jest ze skóry przedramienia.
Skóra w świetle UV/VIS
Skóra jest największym organem ludzkiego ciała i charakteryzuje się specyficznym metabolizmem. Warstwa naskórka nie jest bezpośrednio unaczyniona, a tlen i składniki odżywcze są transportowane ze skóry właściwej drogą dyfuzji. Dlatego metabolizm komórek naskórka można uznać za unikalny i niezwykle czuły marker wczesnych zaburzeń krążenia naczyniowego i regulacji metabolicznej.
Fluorescencja NADH wzbudzana jest promieniowaniem ultrafioletowym (UV) o długości fali 340 nm (UVB), które jest absorbowane przez keratynocyty naskórka. Samo badanie trwa 10 minut i jest przeprowadzane w wygodnej pozycji siedzącej, po minimalnym okresie adaptacji wynoszącym ok. 5 minut, w cichym pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze powietrza (24 +/- 1 °C). Spoczynkową wartość fluorescencji NADH, emitowaną przez warstwę naskórka przedramienia, rejestruje się przez pierwsze 3 minuty. Tętnica ramienna jest następnie zamykana poprzez napompowanie mankietu okluzyjnego (takiego jak wykorzystywany do pomiaru ciśnienia) do 60 mmHg powyżej ciśnienia skurczowego. Odpowiedź niedokrwienna jest rejestrowana przez 3 minuty. W tym czasie odnotowuje się zmiany poziomu fluorescencji NADH w postaci charakterystycznej krzywej. Po zakończeniu okluzji ciśnienie w mankiecie zostaje nagle zwolnione, przywracając przepływ w tętnicy ramiennej i wywołując reakcję przekrwienną, przez co najmniej 4 minuty.
Diagnostyka mikrokrążenia techniką FMSF
Aby ocenić stan krążenia naczyniowego techniką FMSF – zarówno w skali makro, jak i mikro, dokonuje się analizy kształtu krzywej fluorescencji w celu wyznaczenia wartości kluczowych parametrów diagnostycznych:
- Parametr RHR (Reactive Hyperemia Response) charakteryzuje stan naczyń krwionośnych na podstawie biodostępności NO (tlenku azotu) głównie w dużych i średnich tętnicach w wyniku zastosowania przejściowego niedokrwienia.
- Parametr log(HS) (Hypoxia Sensitivity) określa stopień wrażliwości organizmu na niedotlenienie poprzez pomiar oscylacji miogennych stymulowanych przejściową hipoksją.
- Parametr NOI (Normoxia Oscillatory Index) charakteryzuje mikrokrążenie na podstawie procentowego udziału endotelialnych i neurogennych składowych oscylacji mikrokrążenia na linii bazowej i jest markerem skurczu naczyń obwodowych w stanie spoczynku. NOI skutecznie ocenia stan zmęczenia organizmu wywołany różnymi czynnikami: stresem emocjonalnym, fizycznym czy też chemicznym.
Zakresy referencyjne parametrów RHR, NOI i log(HS) są pomocne do wykrycia zaburzeń mikrokrążenia już na wczesnym etapie u osób zdrowych, jak również wspomagają terapię dysfunkcji naczyniowych, które towarzyszą np. cukrzycy, nadciśnieniu, hipercholesterolemii chorobie tętnic obwodowych, chorobom układu krążenia.
