Различия морфологических параметров сосудов парамакулярной области сетчатки у пациентов с артериальной гипертензией и с сахарным диабетом

Цель работы – изучить влияние артериальной гипертензии и гипергликемии при сахарном диабете на морфологические параметры сосудов парамакулярной области глазного дна, выявить различия в состоянии микроциркуляторных сосудов сетчатки глаза и кардиоваскулярных рисков.
Материалы и методы. Оценка морфологических параметров сосудов проводилась с помощью компьютерной программы ARIA: Automated Retinal Image Analyzer nativev1.0 на цифровых фотографиях глазного дна 50 пациентов с сахарным диабетом 2-го типа (СД 2) на непролиферативной и препролиферативной стадиях диабетической ретинопати: 20 пациентов с артериальной гипертензией (АГ) I-II степени и 40 практически здоровых лиц. Фотографии глазного дна получали с использованием фундус-камер Visucam Pro Nm, Carl Zeiss (Germany) и камеры Visucam 500, Carl Zeiss (Germany) при обследовании пациентов и здоровых лиц в учреждениях здравоохранения «Минский консультационно-диагностический центр» и 10-я клиническая больница г. Минска.
Анализируемые ветви сосудов на основании их окраски, диаметра и места отхождения от более крупных сосудов визуально подразделялись на артериальные и венозные. Оценены следующие параметры сосудов: количество, диаметр и плотность ветвей сосудов парамакулярной области, извитость и разветвленность верхних и нижних височных артериальных и венозных сосудов.
Результаты. У пациентов с СД 2 типа на непролиферативной стадии диабетической ретинопатии наблюдается преимущественное снижение количества артериальных сосудов; уменьшение внутреннего диаметра; увеличение извитости артериальных и венозных сосудов парамакулярной области сетчатки.
У пациентов с СД 2 остается без изменений разветвленность сосудов сетчатки, что свидетельствует об отсутствии морфологических признаков неоваскуляризации у этой категории пациентов.
У пациентов с АГ выявлено менее выраженное снижение количества ветвей артериальных сосудов, плотности сосудов парамакулярной области по сравнению с пациентами, страдающими СД 2 типа. У пациентов с СД 2 типа определялось более значимое увеличение извитости ветвей нижней височной артерии, по сравнению с пациентами, страдающими АГ.
Заключение. Исследование методами количественной оценки параметров сосудов глазного дна у здоровых лиц и пациентов с СД 2 и АГ выявлено, что на ранних стадиях пациенты с СД 2 имеют более выраженное снижение количества ветвей сосудов и уменьшение внутреннего диаметра; увеличение извитости артериальных и венозных сосудов парамакулярной области сетчатки, чем пациенты с АГ. Полученные результаты свидетельствуют о том, что обменные сосуды мелкого калибра являются мишенью действия гипергликемии, при СД и АГ. В случае прогрессирования выявленных изменений в сосудах парамакулярной области сетчатки их необходимо рассматриваться в качестве предикторов кардиоваскулярных рисков.

1. Smirnova O.M. Diabeticheskaya retinopatiya. Rezul'taty mezhdunarodnych mnogozentrovych issledovaniy [Diabetic retinopathy. Results of international multicentre studies]. Sacharnyy diabet, 2010, vol. 13, no. 1, pp. 80-87. (in Russian).

2. Lockhart C.J., Hamilton P.K., Quinn C.E., McVeigh G.E. End-organ dysfunction and cardiovascular out comes: the role of the microcirculation. Clinical Science, 2009, vol. 116, no. 3, pp. 175-190.

3. Grosso A., Veglio F., Porta M., Grignolo F.M., Wong T.Y. Hypertensive retinopathy revisited: some answers, more questions. Br J Ophthalmol, 2005, vol. 89, no. 12, pp. 1646-1654.

4. Kannel W.B. Blood pressure as a cardiovascular risk factor: prevention and treatment. JAMA, 1996, vol. 275, no. 20, pp. 1571-1576.

5. Arichika S., Uji A., Ooto S., Muraoka Y., Yoshimura N. Effects of age and blood pressure on the retinal arterial wall, analyzed using adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy. Sci Rep, 2015, vol. 20, no. 5, pp. 12283. doi: 10.1038/srep12283.

6. Cheung C.Y., Ikram M.K., Chen C., Wong T.Y. Imaging retina to study dementia and stroke. Prog Retin Eye Re, 2017, vol. 57, pp. 89-107.

7. Lockhart C.J., McVeigh G.E., Cohn J.N. Measuring endothelial function. Curr Diab Rep, 2006, vol. 6, no. 4, pp. 267-273.

8. Noon J.P., Walker B.R., Webb D.J., Shore A.C., Holton D.W., Edwards H.V., Watt G.C. Impaired microvascular dilatation and capillary rarefaction in young adults with a predisposition to high blood pressure. J Clin Invest, 1997, vol. 99, no. 8, pp. 1873-1879.

9. Ikram M.K., Witteman J.C., Vingerling J.R., Breteler M.M., Hofman A., de Jong P.T. Retinal vessel diameters and risk of hypertension: the Rotterdam Study. Hypertension, 2006, vol. 47, no. 2, pp. 189-194.

10. Norrelund H., Christensen K.L., Samani N.J., Kimber P., Mulvany M.J., Korsgaard N. Early narrowed afferent arteriole is a contributor to the development of hypertension. Hypertension, 1994, vol. 24, no. 3, pp. 301-308.

11. Ikram M.K., de Jong F.J., Vingerling J.R., Witteman J.C., Hofman A., Breteler M.M., de Jong P.T. Are retinal arteriolar or venular diameters associated with markers for cardiovascular disorders? The Rotterdam Study. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2004, vol. 45, no. 7, pp. 2129-2134.

12. Tooke J.E. Microvascular function in human diabetes: a physiological perspective. Diabetes, 1995, vol. 44, no. 7, pp. 721-726.

13. Caballero A.E., Arora S., Saouaf R., Lim S.C., Smakowski P., Park J.Y., King G.L., LoGerfo F.W., Horton E.S., Veves A. Microvascular and macrovascular reactivity is reduced in subjects at risk for type 2 diabetes. Diabetes, 1999, vol. 48, no. 9, pp. 1856-1862.

14. Wong T.Y., Klein R., Sharrett A.R., Schmidt M.I., Pankow J.S., Couper D.J., Klein B.E., Hubbard L.D., Duncan B.B. Retinal arteriolar narrowing and risk of diabetes mellitus in middle-aged persons. JAMA, 2002, vol. 287, no. 19, pp. 2528-2533.

15. Ikram M.K., Janssen J.A., Roos A.M., Rietveld I., Witteman J.C., Breteler M.M., Hofman A., van Duijn C.M., de Jong P.T. Retinal vessel diameters and risk of impaired fasting glucose or diabetes: the Rotterdam study. Diabetes, 2006, vol. 55, no. 2, pp. 506-510.

16. Wong T.Y., Mitchell P. Hypertensive retinopathy. N Engl J Med, 2004, vol. 351, no. 22, pp. 2310-2317.

17. Cheung N., Wang J.J., Klein R., Couper D.J., Sharrett A.R., Wong T.Y. Diabetic retinopathy and the risk of coronary heart disease: the Atherosclerosis Risk in Communities Study. DiabetesCare, 2007, vol. 30, no. 7, pp. 1742-1746.

18. Patton N., Aslam T., Macgillivray T., Pattie A., Deary I.J., Dhillon B. Retinal vascular image analysis as potential screening tool for cerebrovascular disease: a rationale based on homology between cerebral and retinal microvasculatures. J Anat, 2005, vol. 206, no. 4, pp. 319-348.

19. Thompson Сh. S., Hakim A. M. Living beyond our physiological means: small vessel disease of the brainis an expression of a systemic failure in arteriolar function: a unifying hypothesis. Stroke, 2009, vol. 40, no. 5, pp. e322-e330.

20. Doubal F.N., MacGillivray T.J., Patton N., Dhillon B., Dennis M.S., Wardlaw J.M. Fractal analysis of retinal vessels suggests that a distinct vasculopathy causes lacunar stroke. Neurology, 2010, vol. 74, no. 14, pp. 1102-1107.

21. Ding J., Patton N., Deary I.J., Strachan M.W., Fowkes F.G., Mitchell R.J., Price J.F. Retinal microvascular abnormalities and cognitive dysfunction: a systematic review. Br J Ophthalmol, 2008, vol. 92, no. 8, pp. 1017-1025.

22. McGeechan K., Liew G., Macaskill P., Irwig L., Klein R., Klein B.E., Wang J.J., Mitchell P., Vingerling J.R., Dejong P.T., Witteman J.C., Breteler M.M., Shaw J., Zimmet P., Wong T.Y. Meta-analysis: retinal vessel caliber and risk for coronary heart disease. Ann Intern Med, 2009, vol. 151, no. 6, pp. 404-413.

23. Blum, M., Saemann A., Wolf G. The eye, the kidney and microcirculation. Nephrol Dial Transplant, 2011, vol. 26, no. 1, pp. 4-6.

24. D’Souza, Y.B., Short C. D. The eye – a window on the kidney. Nephrol Dial Transplant, 2009, vol. 24, no. 12, pp. 3582-3584.

25. Ohno T., Takamoto S., Motomura N. Diabetic retinopathy and coronary artery disease from the cardiac surgeon’s perspective. Ann Thorac Surg, 2008, vol. 85, no. 2, pp. 681-689.

26. Kubarko A.I. Kubarko N.P., Kubarko Yu.A., Buben E.A., Bur E.A. Sostoyanie sosudov setchatki, svetovoy i kontrastno-zvetovoy chuvstvitel'nosti u pazientov s arterial'noy gipertenziey [The state of retinal vessels, light and contrast-color sensitivity of visual system in patients with arterial hypertension]. Oftal'mologiya. Vostochnaya Evropa, 2014, no. 4(23), pp. 223-231. (in Russian).

27. Reva G.V., Moiseeva N.Yu., Kiyaniza N.V., Shvareva N.I., Matveev A.G. Mikrozirkulyatornye izmeneniya v setchatke pri diabeticheskoy retinopatii [Microcirculatory changes in the retina in diabetic retinopathy]. Uspechi sovremennogo estestvoznaniya, 2004, no. 8, pp. 65-66. (in Russian).

28. Bry M., Kivelä R., Leppänen V.M., Alitalo K. Vascular endothelial growth factor-B in physiology and disease. Physiol Rev, 2014, vol. 94, no. 3, pp. 779-794.

29. Ikram M.K., Cheung C.Y., Lorenzi M., Klein R., Jones T.L., Wong T.Y. Retinal Vascular Caliber as a Biomarker for Diabetes Microvascular Complications. Diabetes Care, 2013, vol. 36, no. 3, pp. 750-759.

30. Wong T.Y. Is retinal photography useful in the measurement of stroke risk? Lancet Neurol, 2004, vol. 3, no. 3, pp. 179-183.

31. Doubal F.N., MacGillivray T.J., Patton N., Dhillon B., Dennis M.S., Wardlaw J.M. Fractal analysis of retinal vessels suggests that a distinct vasculopathy causes lacunar stroke. Neurology, 2010, vol. 74, no. 14, pp. 1102-1107.

32. Jim B., Santos J., Spath F, Cijiang He J. Biomarkers of diabetic nephropathy, the present and the future. Curr Diabetes Rev, 2012, vol. 8, no. 5, pp. 317-328.

33. Heitmar R., Lip G.Y.H., Ryder R.E., Blann A.D. Retinal vessel diameters and reactivity in diabetes mellitus and/or cardiovascular disease. Cardiovasc Diabetol, 2017, vol. 16, no. 1, pp. 56. doi: 10.1186/s12933-017-0534-6.

34. Cheung N., Saw S.M., Liew G., Liu E.Y., Hodgson L., Mitchell P., Wong T.Y. Childhood vascular risk factors and retinal vessel caliber. Asia Pac J Ophthalmol, 2012, vol. 1, no. 4, pp. 193-197. doi: 10.1097/APO.0b013e31825e4d79.

35. Pugh C.W., Ratcliffe P.J. Regulation of angiogenesis by hypoxia: role of the HIF system. Nat Med, 2003, vol. 9, no. 6, pp. 677-684.

36. Kubarko A.I., Bur E.A., Kubarko Y.A., Avdei L.L. Sostoyanie sosudov setchatki, svetovoy chuvstvitel'nosti zritel'noy sistemy i ich svyaz' so strukturnymi izmeneniyami v golovnom mozge u pazientov s arterial'noy gipertenziey[State of Retina Vessels, Light Sensitivity of the Visual System and their Correlation with Brain Structural Changes in Patients with Arterial Hypertension]. Neotlozhnaya kardiologiya i kardioovaskulyarnye riski [Emergency cardiology and cardiovascular risks], 2017, vol. 1, no. 1, pp. 89-98. (in Russian).