Капилляр - тонкая трубка, по форме приближающаяся к цилиндру диаметром от 2 до 30 мкм, образованная одним слоем эндотелиальных клеток. Длина одиночного капилляра составляет в среднем от 0,5 до 1 мм. Капилляр (соединяет артериолы с венулами) имеет артериальный отдел, расширенный переходный отдел и венозный отдел. Толщина стенки капилляра колеблется от 1 до 3 мкм. Капилляры сформированы клетками эндотелия, соединенными между собой «межклеточным цементом» и формирующими трубку. Поры капиллярной стенки имеют диаметр около 3 нм, достаточный для того, чтобы обеспечить диффузию нерастворимых в жирах молекул, имеющих размеры, колеблющиеся от размеров молекулы хлорида натрия до размеров молекулы гемоглобина. Жирорастворимые молекулы диффундируют через толщу клеток эндотелия капилляров. Диффузия кислорода и углекислого газа осуществляется через любые участки капиллярной стенки. В месте отхождения капилляра от прекапиллярной артериолы располагается прекапиллярный сфинктер, который регулирует ток крови через капилляр.
Капилляры - наименьшие сосуды в организме - играют ключевую роль в поддержании гомеостаза в организме, обеспечивая обмен кислорода, питательных веществ и продуктов обмена между тканями и кровяным руслом, они первыми реагируют на воздействие факторов внешней среды, обеспечивая приспособление местной гемодинамики к потребностям организма. Также изменения в капиллярном звене тесно коррелируют и со сдвигами в центральной гемодинамике (что позволяет использовать параметры микроциркуляции в качестве прогностических и диагностических критериев для оценки общего физического состояния и здоровья обследуемых лиц). К тому же на морфологию и функцию капилляров влияет органоспецифичность: являясь неотъемлемой частью сердечно-сосудистой системы, капилляры одновременно являются частью того органа, с которым проходят весь путь фило- и онтогенетического развития в рамках единой гистоструктуры. Эта анатомо-физиологическое единство межу капиллярами и органами является причиной того, что при патологии капилляров (изменения функционального состояния и морфологическая перестройка) нарушается метаболизм соответствующих органов и тканей. В связи этим изучение микроциркуляции и параметров капилляров (капилляроскопия - исследование капилляров под микроскопом [увеличение в 175 и в 400 раз]) позволяет судить не только о функционировании центральной гемодинамики, но и позволяет определять диагностические и прогностические критерии при патологии различных органов, контролировать эффективность лечения ( морфология капилляров в норме и при патологии).
Преимуществами капилляроскопии являются ее уникальность (другие методы исследования не визуализируют капилляры), безболезненность, неинвазивность, наблюдение микроциркуляции в «естественной среде», что увеличивает точность диагностики. Выявление с помощью капилляроскопии доклинических стадий различных заболеваний открывает совершенно новые возможности их профилактики, а контроль назначенной терапии дает возможность проводить оптимальное лечение индивидуально для каждого пациента.
Сложность патогенеза микроциркуляторных нарушений требует применения достаточно чувствительных методов диагностики степени расстройства капиллярного кровотока и сопряженных изменений в микрососудах артериолярного и венулярного звеньев микроциркуляторного русла. Неинвазивными методами оценки микроциркуляции являются лазерная (ЛДФ) и ультразвуковая допплерография (УЗДГ), которые позволяют доступным способом исследовать параметры тканевого кровотока. Но с появлением качественно новой телевизионной и вычислительной техники, средства программирования стала реальной возможность, во-первых, наблюдения за состоянием самых мелких сосудов-капилляров, с помощью компьютерного капилляроскопа, а, во-вторых, перейти от визуальной оценки капиллярного кровотока к получению числовых характеристик диаметров капилляров и скорости капиллярного кровотока. В настоящее время возможно проведение как двухмерной, так и трехмерной компьютерной капилляроскопии с выведением полученного изображения на монитор и сохранением на цифровых носителях результатов, которые при необходимости извлекаются для оценки показателей микроциркуляции в динамике. Также большую клиническую значимость методу компьютерной капилляроскопии придает изучение размеров наблюдаемых объектов, их четкая морфометрическая интерпретация (что также стало возможным благодаря внедрению цифровых технологий).
Таким образом, поскольку капилляры вовлекаются (как было указано выше) в патологический процесс при заболевании органов и систем (т.е. как при местных, так и при генерализованных процессах), биомикроскопия кожи является объективной, доступной, нетравматичной методикой, позволяющей обследовать большое количество людей в короткие сроки для определения начальных морфоструктурных и функциональных изменений при развитии тех или иных заболеваний, а также для контроля качества лечения. Изучение микроциркуляции позволяет выявить структурную взаимосвязь между сосудами микроциркуляторного русла, плотность и характер распределения капилляров, их ориентацию и размеры, наличие аваскулярных зон. Также возможно проследить пассаж крови по микрососудам, наличие отека и микрогеморрагий и внутрисосудистые феномены, связанные с агрегацией форменных элементов крови.
Все расстройства микроциркуляции по классификации Maggio (1965) делят на внутрисосудистые изменения, нарушения, связанные с самими сосудами, и внесосудистые изменения. К первой группе относятся нарушение реологических свойств крови, нарушение коагуляции и тромбоэмболизм, а также нарушение скорости кровотока. Нарушения самих капилляров включают изменение проницаемости стенки сосуда, повреждение эндотелиальных клеток и изменение их местонахождения, адгезия лейкоцитов, тромбоцитов и чужеродных частиц к эндотелию, диапедез форменных элементов крови и микрогеморрагии. К внесосудистым изменениям относят влияние повреждений окружающей соединительной ткани и паренхиматозных клеток, активация тучных клеток в ответ на действие патологических стимулов, нейродистрофические процессы, нарушение оттока лимфы. Примером местного поражения капилляров может являться острый воспалительный процесс. Примерами генерализованной патологии капилляров могут служить заболевания сердечно- сосудистой, эндокринной, нервной систем, патологии соединительной ткани и т.д. Кратко значение капилляроскопии можно показать следующими примерами:
кардиология: определение признаков, характерных для артериальной гипертензии, выявление наличия скрытых отеков при динамической оценке сердечной недостаточности, особенно на фоне коррекции проводимой терапии, определение свертывающей и противосвертывающей системы крови для пациентов с кардиальной, патологией, предполагающей высокий риск тромбообразования (мерцательная аритмия, искусственные клапаны, стенты);
эндокринология: выявление сахарного диабета на ранних стадиях (изменения в системе микроциркуляции обнаруживаются уже на стадии нарушения толерантности к глюкозе), оценка гипотериоза (проблема гипотиреоза заключается не в его диагностике, а в решении вопроса о необходимости заместительной терапии: суть проблемы – в расхождении клинических признаков и лабораторных анализов, в этой ситуации капилляроскопия может дать врачу необходимую информацию для назначения наиболее эффективного лечения);
акушерство и гинекология: предположение развития гестоза и венопатии на доклинической стадии, определение состояния гиперэстрогении у женщин, оценка эффективности гормональной терапии;
флебология: оценка хода лечения патологии вен с развитием варикозной болезни и хронических тромбофлебитов;
ревматология: наиболее информативный метод диагностики синдрома Рейно, выявление ревматических заболеваний (СКВ, системная склеродермия, васкулиты);
стоматология и челюстно-лицевая хирургия: для оценки состояния полости рта применяют как визуальную оценку состояния микроциркуляции, так и количественные расчеты размеров капилляров и плотности капиллярной сети; метод применяется в основном для диагностики пародонтоза и оценки эффективности его лечения; выявление новых особенностей функциональной анатомии неопухолевых сосудистых образований – гиперплазий на микроуровне – компьютерная капилляроскопия позволяет визуально оценить изменения, происходящие в микроциркуляторном русле на стадиях развития гиперплазий, использовать его для диагностики данной патологии, а также проводить мониторинг эффективности проводимого лечения;
спортивная медицина: капилляроскопия может эффективно использоваться для решения многих задач спортивной медицины, прежде всего, таких как создание оптимальных способов питания и составления меню для спортсменов, подбор витаминных комплексов и разрешенных стимуляторов, оптимизация тренировочного процесса для каждого конкретного спортсмена и т.д.; также капилляроскопия при применении в спортивной медицине позволит: разработать индивидуальный тренировочный процесс для каждого конкретного спортсмена, оптимизировать процессы восстановления и отдыха (дополнительно – профилактика травм), выполнить прогноз физической готовности к рекордам;
также компьютерная капилляроскопия применяется в дерматологии и косметологии, в неврологии: выявление доклинических стадий заболеваний, сопровождающихся нейро-васкулярным синдромом, что открывает совершенно новые возможности их профилактики, а также позволяет осуществлять контроль назначенной терапии и проводить оптимальное лечение индивидуально для каждого пациента (в т.ч. при травмах периферических нервов, инсультах и т.п.).
Компьютерный капилляроскоп состоит из осветительной системы, создающей и фокусирующей на ногтевом ложе пальца световое пятно. Специальная оптика передает изображение на матрицу видеокамеры, сигнал с которой поступает в компьютер ( читать подробнее об устройстве компьютерного капилляроскопа). Методика капилляроскопии включает в себя ряд этапов.
Этап первый: подготовка исследуемого. Если это не предусмотрено ходом исследований, пациенту предлагается обычно не употреблять избыточных количеств жидкости. Исследование целесообразно проводить натощак или спустя несколько часов после необильного приема пищи. Нежелательно перед исследованием употреблять крепкий чай, кофе, алкоголь. Курить перед исследованием также не рекомендуется. Исследуемого необходимо предупредить о необходимости рационального ухода за ногтевым ложем. Нельзя подвергать кожу пальцев действию бензина, стирального порошка, соды, ацетона, лака и т.п. Необходимо также отсутствие маникюра (либо педикюра, если объектом исследования будет ногтевое ложе пальцев ног).
Этап второй: исследование необходимо проводить в помещении при температуре 21 - 23 оС. Перед началом исследований необходим отдых, сидя не менее 15 минут, после чего измеряется и вносится в протокол пульс, артериальное давление. Измерение пульса и давления желательно проводить 2-3 раза с интервалом в полминуты. В протокол вносятся среднеарифметические значения. Пациент должен сидеть у стола в свободной позе, без напряжения. Кисть должна находиться на уровне сердца. Предплечье и ладонь руки помещаются на мягкую, но прочную опору на предметном столике. Пальцы кладутся на столик, а выбранный для исследования палец помещается в специальное ложе под объектив микроскопа. Рука исследуемого должна быть освобождена от колец, браслетов, тесной одежды. На область исследования нанести каплю пихтового масла. Температура столика и ложа для пальца должна быть не ниже 27 оС.
Этап третий. На эпонихий фокусируется свет от источника освещения. Капилляры ногтевого ложа подводятся в фокус оптической системы для получения четкого изображения на мониторе. Вначале необходимо провести обзорное исследование при увеличении х400, которое даст представление о количестве капилляров на единицу поверхности, степени их извитости и вариабельности. Для измерений следует выбирать зоны с хорошей визуализацией. Настройка и выбор капиллярных петель производится непосредственно по изображению, выведенному на экран монитора. При исследовании оценивается визуально плотность распределения капилляров, их форма (степень извитости), наличие анастомозов, количество агрегатов форменных элементов крови.
Этап четвертый. Обработка первичной информации с целью получения данных о капиллярном кровотоке производится с помощью специально разработанного программного обеспечения. Программное обеспечение позволяет: фиксировать время проведения эксперимента и его продолжительность; просматривать записанные изображения капиллярного кровотока в произвольном порядке; усиливать контрастность изображения; измерять диаметр капилляров, измерять скорость капиллярного кровотока, количество агрегатов форменных элементов крови, измерять величину периваскулярной зоны (в данной программе для расчета используется линейный размер от максимально удаленной точки периваскулярной зоны до наиболее близко стоящей к ней точки переходного отдела капилляра).