Физиология человека, 2022, T. 48, № 1, стр. 106-114

МЕТОДИКА

В исследование были включены сведения о 65 практически здоровых добровольцах в возрасте от 21 до 57 лет (36 ± 12 лет), обследованных амбулаторно.

Критериями включения служили мужской пол и возраст от 20 до 60 лет. Критериями исключения являлись: женский пол, наличие анемии, сахарного диабета, острых нарушений мозгового кровообращения и инфарктов миокарда в анамнезе, сердечной недостаточности любой выраженности и этиологии, заболеваний дыхательной системы, дыхательной недостаточности любой выраженности, ожирения, а также любых стенозов или окклюзий артерий ВБС и атеросклеротических поражений сонных артерий с редукцией просвета 30% и более по диаметру (по ECST). Добровольцев в возрасте старше 60 лет в исследование не включали в связи с невозможностью, в подавляющем большинстве случаев, их отнесения к категории “практически здоровых” лиц.

Всем входящим в исследование лицам проводили высокоразрешающее ультразвуковое ДС экстракраниальных отделов БЦА и транскраниальное ДС артерий основания головного мозга на ультразвуковых системах Acuson Sequoia – 512 и S – 2000 (Siemens AG, Германия) электронными многочастотными широкополосными линейными секторным фазированными датчиками с частотами сканирования от 5 до 9 и от 2 до 4 МГц, соответственнo.

При ДС оценивали: скоростные показатели кровотока и межинтимальные (внутрипросветные) диаметры ПА в V1 и V2-сегментах (на уровне С3–С6 позвонков). При транскраниальном исследовании оценивали скоростные показатели кровотока в V4-сегментах обеих ПА, проксимальной, средней и дистальной трети ОА (на разных глубинах локации соответственно – 70–80, 80–90 и 90–100 мм), в Р1- и Р2-сегментах ЗМА.

Статистическую обработку осуществляли с использованием программных пакетов SPSS Statistics версии 23.0 (IBM, США) и R software версии 3.3.2. Нулевую гипотезу отвергали при уровне значимости р ≤ 0.05. Для описания количественных переменных применяли медиану и квартили, минимальное и максимальное значения, для качественных – частоту и долю (в процентах). При изучении корреляций между количественными или порядковыми переменными использовали метод расчета коэффициента корреляции по Спирмену. Анализ пространственной динамики показателей кровотока проводили при помощи общей линейной модели с повторными измерениями.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследуемой выборке мужчин по данным ДС “нормальное” (классическое) строение артерий ВБС было в 78.5% случаев. В остальных 21.5% были выявлены варианты строения артерий заднего бассейна, наиболее частым из которых являлась гипоплазия (диаметр менее 2 мм) или малый диаметр (диаметр от 2.0 до 2.5 мм) правой ПА (9.3%). Гипоплазия или малый диаметр какой-либо одной из ПА встречались в 13.8% случаев (табл. 1).

При оценке различий диаметров парных ПА между собой в исследуемой выборке лиц было выявлено статистически значимое преобладание диаметра левой ПА над правой. Диаметр левой ПА оказался больше такового правой в 64.4% случаев; в среднем диаметр левой ПА был больше диаметра правой ПА на 0.5 мм (р = 0.001) (табл. 2). При этом диаметр ПА на экстракраниальном уровне (на отрезке V1–V2) значимо не менялся по ходу указанных отрезков каждой из артерий.

Результаты измерения линейных скоростных показателей кровотока и индексов периферического сосудистого сопротивления выявили наличие определенных градиентов потока в артериях ВБС на шее и в голове (рис. 1, табл. 3 и 4). На экстракраниальном уровне скорость кровотока в ПА от V1 к V2 сегменту значимо снижалась, а на интракраниальном – на участке от V4 сегментов ПА к дистальной трети ОА – значимо повышалась. В то же время, пульсативный индекс (PI) от V1 к V2 сегменту ПА значимо снижался, интракраниально был достоверно ниже, чем на шее; на участке от V4 сегментов ПА – в ОА – до Р1 сегментов ЗМА – значимо не изменялся, достоверно меньшим оказался в Р2-сегментах ЗМА.

Рис. 1.

Усредненная по времени максимальная скорость кровотока (TAMX) и пульсативный индекс (PI) в артериях заднего бассейна. А – усредненная по времени максимальная скорость кровотока в разных артериях заднего бассейна, Б – пульсативный индекс в разных артериях заднего бассейна; графическое представление (боксплоты). ПА – позвоночная артерия, V2, V4 – сегменты ПА, С4−С6, С3−С4 – шейные позвонки (уровень оценки ПА), ОА – основная артерия, ЗМА – задняя мозговая артерия, Р1, Р2 – сегменты ЗМА.

Данных, свидетельствующих о наличии асимметрии линейных скоростных показателей кровотока и индексов периферического сопротивления в ПА (V1- и V2-сегментах) и в ЗМА между правой и левой стороной выявлено не было. В то же время, слева в ПА оцениваемые скоростные показатели кровотока были несколько выше, а уровень периферического сопротивления – ниже, чем справа (рис. 1, табл. 3 и 4). Аналогичные данные были получены для ЗМА – скоростные показатели кровотока в левой ЗМА были несколько выше, чем в правой. Значимых корреляций скоростных характеристик кровотока в испилатеральных ПА и ЗМА выявлено не было. Одновременно скоростные показатели кровотока в обеих ПА (справа только пиковая систолическая скорость кровотока (Vps), слева – все скоростные показатели) коррелировали с таковыми в ОА. Например, коэффициент корреляции между Vps в правой ПА (V2-сегменте на уровне С3–С4) и Vps в ОА (средняя треть) оказался равным 0.34, а для левой ПА составил 0.54 (р = 0.001). В свою очередь, скорости кровотока в ОА значимо не коррелировали с таковыми в обеих ЗМА. Индексы периферического сосудистого сопротивления в ПА, ОА и ЗМА продемонстрировали значимые зависимости между собой с коэффициентами корреляции в среднем 0.55 (р = 0.001).

При корреляционном анализе были выявлены значимые положительные взаимосвязи между диаметрами ПА, с одной стороны, и линейными скоростными показателями потоков (конечной диастолической (Ved) и усредненной по времени максимальной (TAMX) скоростями) в них, с другой; обратные взаимосвязи – между диаметрами ПА и показателями, характеризующими уровень периферического сосудистого сопротивления (пульсативным (PI) и резистивным (RI) индексами). Так, коэффициенты корреляции для правой ПА (С3-С4) составили: диаметр артерии с Ved r = = 0.53, с TAMX r = 0.51, c PI r = –0.54, c RI r = = ‒0.52; для левой ПА (С3–С4) – диаметр артерии с Ved r = 0.40, с TAMX r = 0.38, c PI r = –0.36, c RI r = –0.28. Зависимость усредненной по времени максимальной скорости кровотока (TAMX) и пульсативного индекса (PI) от диаметра ПА представлены на рис. 2.

Рис. 2.

Зависимость TAMX в правой ПА (А) и PI в левой ПА (Б) от диаметров артерий. А – зависимость усредненной по времени максимальной скорости кровотока в правой ПА от ее диаметра, Б – зависимость пульсативного индекса в левой ПА от ее диаметра. Остальные обозначения см. рис. 1.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЬТАТОВ

Различия диаметров ПА, в том числе и значительные, широко распространены в популяции и признаются вариантом нормы. Наиболее часто доминирующей по величине просвета является левая ПА [9, 10]. В настоящем исследовании диаметр левой ПА также оказался больше, чем правой. Подобные различия могут быть объяснены особенностями отхождения ПА: справа ПА – третье деление артерий (из-за наличия плечеголовного ствола), слева – второе деление (левая подключичная артерия отходит непосредственно от дуги аорты). В редких случаях левая ПА может самостоятельно отходить от дуги аорты [11], и в таком случае, это будет первое деление. Отхождение правой ПА от дуги аорты считается крайне редким вариантом, выявляемым, обычно, при ангиографии [12].

В определенной степени диаметры ПА оказываются детерминированными генетически, на что указывают A.D. Tarnoki et al., обследовавшие 172 близнецов (54 монозиготных и 32 дизиготных) [13]. Хотя не исключается, что диаметры ПА зависят также от особенностей протекания процесса эмбриогенеза.

Несмотря на то, что в настоящей работе были выявлены значимые различия диаметров ПА и показана их взаимосвязь с допплеровскими характеристиками кровотока, значимых различий скоростей потоков и индексов периферического сопротивления в правой и левой ПА между собой выявлено не было. Слева скорости кровотока были недостоверно выше, а уровень периферического сопротивления – ниже, чем справа, что также согласуется с литературными данными [6, 8]. По всей видимости, такие различия уровней периферического сопротивления можно объяснить тем, что при условии примерно равного числа мышечных ветвей у обеих ПА доля кровотока для кровоснабжения структур головного мозга в левой ПА оказывается больше, чем в правой, а мозговой кровоток характеризуется, как известно, низким периферическим сопротивлением. При этом, согласно опубликованным I.W. Liu et al. данным, констатировано, что не только гипоплазированные ПА, как это представлялось ранее, но и артерии диаметром до 3.0 мм, могут, в частности, заканчиваться задней нижней мозжечковой артерией и не принимать участия в кровоснабжении бассейнов ОА и ЗМА [14].

Это обусловливает различия объемов кровоснабжения мозговых структур и оказывает влияние на допплеровские характеристики внутрипросветных потоков. В рамках настоящего исследования не предусматривалось одновременной оценки ПА с помощью томографических ангиографических методов, в частности магнитно-резонансной и рентгеновской мультиспиральной компьютерной ангиографии – и разделения ПА по характеру кровотока в зависимости от вариантов их строения. В свою очередь, отсутствие значимых различий в скоростных показателях кровотока в группе в целом может быть связано с тем, что в большинстве случаев ПА сливаются в ОА и имеют близкие по размеру и “типу” артериолярного русла бассейны.

Несмотря на то, что диаметр каждой из ПА на протяжении всего экстракраниального отдела, доступного изучению с использованием ДС, оставался неизменным, допплеровские характеристики кровотока в V1- и V2-сегментах ПА достоверно отличались между собой. В определенной степени на гемодинамику в V1-сегменте ПА и ее отличия от таковой в V2-сегменте мог влиять характер потока и уровень давления в подключичной артерии, а также особенности отхождении ПА (угол отхождения, отсутствие деформации над устьем ПА) от подключичной артерии. Не исключено также, что более существенную роль играли различия ветвления ПА в V1- и V2-сегментах. Помимо мышечных ветвей (rami musculares), отходящих от ПА как в V1-, так и V2-сегментах и кровоснабжающих предпозвоночные мышцы, от V2-сегментов ПА отходит и ряд других более крупных. К ним относятся корешковые артерии (парные сегментарные ветви к позвоночнику, твердой мозговой оболочке и шейным корешкам) и 3–5 непарных корешково-спинальных артерий, формирующих сосуд в передней срединной борозде спинного мозга, являющийся спинальным продолжением передней спинномозговой артерии и играющим важнейшую роль в кровоснабжении спинного мозга [3].

Главной особенностью строения ВБС, как уже отмечалось выше, является слияние двух крупных ПА в один ствол ОА. Данное обстоятельство обусловливает и определенные изменения гемодинамики в данной области. Линейные скоростные показатели кровотока в интракраниальных сегментах ПА достоверно между собой не различались, но в то же время, скорости потоков в правой ПА были статистически значимо ниже, чем в проксимальном отделе ОА. Слева наоборот, кровоток в ПА достоверно не отличается от такового в проксимальном отделе ОА, что, вероятно, было обусловлено тем, что ОА может рассматриваться как продолжение ПА большего диаметра, которой, как показано ранее, служит левая ПА. При этом скорости потоков в ОА значимо коррелировали с таковыми в обеих ПА, коэффициент корреляции для левой ПА оказался выше, чем для правой. Действительно, по данным патолого-анатомических и ангиографических исследований, ОА обычно непрямолинейна, имеет С- или S-образный ход, так как является продолжением артерии большего диаметра; колено деформации располагается со стороны ПА меньшего диаметра, которая при подобных обстоятельствах впадает в доминирующую ПА под углом, близким к прямому [4, 10].

Впервые зарегистрированные нами различия скоростных показателей кровотока в разных (условно выделенных) отделах ОА могут быть следствием особенностей отхождения от нее большого числа ветвей разного диаметра и сбросом крови в их просветы. Вероятнее всего, речь идет об отхождении значительного числа относительно крупных ветвей в дистальном участке ОА (задние мозговые и верхние мозжечковые артерии) по сравнению с другими ее отделами [3, 4]. Эти сосуды обладают обширной сетью артериол в затылочных долях и мозжечке, что создает определенный градиент давления в ОА. В то же время, в связи с ветвлением диаметр ОА, хотя и несущественно, но уменьшается от проксимального отдела к дистальному. Указаний на это в опубликованных ранее ангиографических и патологоанатомических исследованиях не встречается, данный вопрос требует дальнейших уточнений.

Следует отметить, что кровоток в ЗМА не коррелировал с таковым ни в ипсилатеральных ПА, ни в ОА. Возможно, он должен обусловливаться характером деления и диаметрами самих ЗМА [10]. В ряде случаев кровоток в ЗМА может зависеть от кровотока в каротидном бассейне, особенно в случаях фетального строения ЗМА [3].

Особенностью показателей кровотока в ЗМА является отсутствие значимого снижения скорости кровотока от Р1-сегментов к Р2, и даже некоторое ее увеличение. Это коренным образом отличается от картины, наблюдающейся в каротидном бассейне, где скорость кровотока в средней мозговой артерии, наоборот, снижается от проксимальных отделов к дистальным (от М1- к М2- и М3-сегментам). Вероятно, это может быть связано с отсутствием крупных ветвей ЗМА в Р1-сегменте ввиду его малой продолжительности, а также, возможно, некоторым уменьшением диаметра ЗМА в дистальном направлении и влиянием кровотока из каротидного бассейна по задним соединительным артериям.

Полученные данные, свидетельствующие о том, что показатели, отражающие периферическое сопротивление в Р2-сегментах ЗМА, оказались наименьшими из оцениваемых в интракраниальных артериях ВБС (в Р1-сегментах ЗМА и ОА), предположительно могут свидетельствовать о том, что доля крови на кровоснабжение корковых структур повышается от V4-сегмента ПА к Р2-сегментам ЗМА. Как отмечалось ранее, характерной особенностью ВБС является то, что она кровоснабжает филогенетически и анатомически неоднородные структуры с неодинаковой ангиоархитектоникой и разными уровнями метаболизма тканей (с одной стороны, это структуры ствола мозга и мозжечок, с другой – затылочные доли больших полушарий) [4]. Следовательно, можно обоснованно предположить, что на разных уровнях ВБС тонус резистивного русла оказывается различным – в корковых отделах он более низкий. Это также может обусловливать наличие градиента давления от проксимальных отделов ВБС (V4-сегментов ПА) к дистальным (дистальный отдел ОА и ЗМА).

Таким образом, в настоящем исследовании была осуществлена оценка допплеровских характеристик кровотока в артериях ВБС на экстра- и интракраниальном уровнях. Выявленные различия показателей кровотока в разных артериях ВБС не противоречат сформировавшимся в настоящее время представлениям об особенностях гемодинамики в данном сосудистом бассейне, а также дополняют их новыми данными.

ВЫВОДЫ

1) Диаметр левой ПА чаще оказывался больше диаметра правой ПА (примерно в 65% случаев), что обусловливало тенденцию к более высокому по скорости току крови с меньшим периферическим сопротивлением в левой ПА, чем в правой.

2) Выявлены значимые положительные корреляции между диаметрами ПА, с одной стороны, и линейными скоростными показателями потоков (конечной диастолической и усредненной по времени максимальной скоростями) в них, с другой; обратные корреляции – между диаметрами ПА и показателями, характеризующими уровень периферического сосудистого сопротивления (пульсативным и резистивным индексами).

3) При ДС на экстракраниальном уровне было снижение линейных скоростей кровотока по ходу ПА от V1-сегмента к V2, тогда как на интракраниальном уровне зафиксирована обратная закономерность – увеличение линейных скоростей кровотока от проксимальных отделов (V4-сегментов ПА) к дистальным (дистальной трети ОА).

4) Установлено, что в норме при ультразвуковом ДС удается зарегистрировать повышение линейных скоростей внутрипросветных потоков в ОА от ее проксимальных отделов к дистальным, что должно учитывать при проведении “эталонных” сравнений.

5) Показатели, характеризующие уровень периферического сопротивления, в интракраниальных артериях заднего бассейна демонстрировали снижение от проксимальных участков (ПА) к дистальным (Р2 ЗМА), что, скорее всего, являлось отражением аналогичных изменений тонуса дистального русла.

Этические нормы. Все исследования проведены в соответствии с принципами биомедицинской этики, сформулированными в Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующих обновлениях, и одобрены локальным биоэтическим комитетом Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА (Москва).

Информированное согласие. Каждый участник исследования представил добровольное письменное информированное согласие, подписанное им после разъяснения ему потенциальных рисков и преимуществ, а также характера предстоящего исследования.

Финансирование работы. Работа выполнена в рамках Государственного задания № 056-00171-19-01. Регистрационный номер темы АААА-А19-119042590018-0 (от 29 марта 2019).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией данной статьи.