Особенности кровоснабжения тканей уретры у женщин с первичным уретральным болевым синдромом

Введение

В классификацию МКБ-11 впервые включён термин «хроническая боль» — боль, которая персистирует или рецидивирует в течение более 3 месяцев. Одним из главных принципов классификации хронической боли в МКБ-11 является выделение хронической первичной боли (MG30.0), хронической вторичной мышечно-скелетной боли (MG30.3) и хронической вторичной висцеральной боли (MG30.4) [1][2]. Первичный уретральный болевой синдром (ПУБС) — часть синдрома хронической первичной тазовой боли (СХпТБ), характеризующегося стойкой или периодической болью в проекции уретры без подтверждения инфекции или другой локальной патологии. Патогенез ПУБС изучен недостаточно, единых рекомендаций по профилактике и лечению данного состояния нет [1].

СХпТБ у женщин является изнурительным состоянием, ухудшающим качество социальной и семейной жизни. Распространённость СХпТБ колеблется от 2,1% до 24% женского населения мира [2]. Эти факты определяют актуальность изучения причин возникновения СХпТБ у женщин, в том числе ПУБС. Известно, что одним из основных факторов возникновения боли является нарушение регионарного кровотока [3][4]. Локальная циркуляторная гипоксия приводит к снижению оксигенации тканей, кислородному голоданию клеток, активации циклов анаэробного дыхания, разрушению клеток, избыточному накоплению в межклеточном пространстве органических кислот, протеолитических ферментов и так далее. Результатом является развитие дистрофии, склерозирование, снижение функции участка ткани или органа. На фоне кислородного голодания химические вещества оказывают прямое раздражающее влияние на ткани в виде оксидативного стресса, вызывая у человека ощущение боли [5].

В представленной работе изучены особенности гемодинамики тканей уретры у пациенток с ПУБС методами трансвагинального ультразвукового исследования (ТВУЗИ) и лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). УЗИ используется для скринингового обследования различных внутренних органов, уточнения их формы и размеров, обнаружения патологии в их строении, новообразований и врождённых аномалий развития [6]. Дополнительная функция ультразвуковой допплерографии позволяет получать информацию о гемодинамике в органах, наблюдать за определёнными сосудами, измерять такие показатели, как скорость кровотока, индекс резистентности и диаметр кровеносных сосудов [7]. Метод ЛДФ является способом оценки функционирования периферических кровеносных сосудов, отображающий тонкие перестройки микроциркуляторного кровотока во времени и влияния различных факторов на тонус сосудистой стенки [8]. Преимуществом данного метода является возможность оценивать изменения параметров микроциркуляторного русла в динамике — до, в процессе и после лечения. На данный момент ни УЗИ, ни ЛДФ не являются стандартными методами исследования нарушений в структуре и гемодинамике органов малого таза при проведении первичного осмотра пациенток с ПУБС. Мы считаем, что данные методы удобны и информативны и они могут быть чрезвычайно полезны для изучения патогенеза ПУБС.

Поскольку изменения кровоснабжения органа неизбежно приводят к нарушениям его структуры на тканевом и клеточном уровнях, затрагивая соединительные ткани и коллагеновый каркас, были использованы следующие методы: in vivo кросс-поляризационная оптическая когерентная томография (КП ОКТ) и ex vivo нелинейная микроскопия, позволяющие визуализировать такие изменения. Особенностью КП ОКТ является получение информации о тканях слоистых органов с высоким разрешением (5 – 15 мкм) в режиме реального времени [9]. Нашей исследовательской группой установлено, что данный метод оптимален для изучения нижних мочевыводящих путей при воспалительных и гипогормональных состояниях [10], онкологическом перерождении тканей [11], при ПУБС [12]. Метод нелинейной микроскопии позволяет визуализировать волокна коллагена и эластина, от состояния которых зависит эластичность тканей, нормальное кровоснабжение и функционирование органа [13]. Метод применён нами для изучения коллагеновых волокон при ПУБС впервые, исследования призваны в большей степени подтвердить данные прижизненного метода визуализации — КП ОКТ.

Цель исследования. Выявить особенности кровоснабжения тканей уретры, а также оценить изменения в соединительной ткани уретры у больных с ПУБС.

Материалы и методы

В исследование включены 98 пациенток, которые были разделены на группы: 78 — с ПУБС (гр. «ПУБС»), не имеющие клинических проявлений воспаления; 20 — с камнями верхних мочевых путей без явлений пиелонефрита, у которых уретра принята за норму (гр. «Н»). Средний возраст пациенток составил 39 лет (от 18 до 66 лет). Продолжительность ПУБС в среднем равна 5,27 лет (от 6 месяцев до 30 лет). Исследование одобрено Локальным независимым этическим комитетом ФГБОУ ВО ПИМУ Минздрава России (Протокол № 6 от 28 апреля 2020 года; протокол №12 от 05 августа 2022 года). Все пациентки подписали информированное согласие на участие в исследовании и обработку персональных данных.

Пациенткам гр. «ПУБС» был проведён клинический минимум исследований: общий и биохимический анализ крови, общий анализ мочи, посев мочи на флору, УЗИ верхних и нижних мочевыводящих путей.

У 78 пациенток группы «ПУБС» проведён анализ сопутствующей патологии с целью выявления заболеваний, которые могли быть причиной возникновения ПУБС, а также влияющих на гемодинамические параметры кровотока в организме.

Спектр методов, применённых для изучения гемодинамики и структуры тканей уретры, включал ТВУЗИ, ЛДФ, КП ОКТ и нелинейную конфокальную микроскопию. Данные об обследованных пациентках каждым из методов представлены в таблице 1.

Оценка структуры уретры, а также кровеносных сосудов органов малого таза и уретры проводилась с помощью ТВУЗИ на аппарате “Philips EPIQ5” (“Philips Ultrasound Inc.”, Reedsville, PA, USA) трансвагинальным датчиком 3 – 10 МГц. Обследованы 44 пациентки: 26 — из группы «ПУБС», 18 — из группы «Н». Во время обследования проведены измерения внутреннего диаметра и толщины стенок уретры. В режиме доплеровской флоуметрии зарегистрированы такие показатели кровотока, как: 1) индекс резистентности кровеносных сосудов стенки уретры, отражающий скорость кровотока; 2) диаметр вен парауретрального сплетения; 3) состояние сосудистого русла малого таза (наличие венозного застоя).

Оценка микроциркуляторного русла уретры проводилась методом ЛДФ на аппарате ЛАКК-2 (ООО НПП «ЛАЗМА», Cанкт-Петербург, РФ). Обследовано 42 пациентки: 32 — в группе «ПУБС»; 10 — в группе «Н». Принцип работы состоит в приёме отражённого от эритроцитов оптического сигнала (анализируется амплитуда сигнала), его фотометрировании и первичной аналоговой обработке данных. С помощью ЛДФ оценивали показатель микроциркуляции (ПМ) — величина среднего потока крови в интервале регистрируемого времени; среднее квадратичное отклонение (σ) перфузии относительно среднего значения потока крови; коэффициент вариации (Кv) — соотношение между перфузией ткани и величиной её изменчивости. Для вычисления амплитудно-частотного спектра колебаний, полученных от микроциркуляторного русла, был использован Вейвлет-анализ ЛДФ-грамм. Проанализированы 8 параметров, в числе которых показатели амплитуды и частоты нейрогенного (НТ), миогенного (МТ), дыхательного (ДТ), сердечного тонусов (СТ) сосудов уретры и другие (рис. 1). У 22 (16 — из группы «ПУБС», 6 — из группы «Н») из 42 пациенток проведён дополнительный статистический анализ данных методом главных компонент (principal component analysis, PCA), позволяющий следующее: 1) определить наиболее значимые показатели ЛДФ, верифицировать группу ПУБС и группу условной нормы в контексте максимального разнесения данных (кластеризация); 2) подсчитать количество различных кластеров; 3) выявить биомедицинские причины, объясняющие группировку данных по различным непересекающимся кластерам [14].

Метод КП ОКТ выполнен у 91 пациентки: 78 — в группе «ПУБС», 13 — в группе «Н». Общее число полученных изображений составило 364. Использован прибор «ОКТ-1300У» (ООО «БиоМедТех», Нижний Новгород, Россия) с эндоскопическим контактным зондом (внешний диаметр 2,7 мм). Центральная длина волны зондирующего излучения составляет 1,3 мкм, аксиальное разрешение — 15 мкм, латеральное разрешение — 25 мкм. Обратно рассеянное излучение проходит через анализатор, после чего строятся 2 изображения: на одном отображаются все рассеиватели (изображение в ко-поляризации), на другом — только те, которые поменяли исходную поляризацию на ортогональную (преимущественно за счёт коллагеновых волокон) (изображение в кросс-поляризации). Размер ОКТ-изображения в каждой поляризации — 1,8 × 1,3 мм (ширина × высота), время получения изображения — 2 сек. От каждой пациентки получено 4 – 7 изображений: из шейки мочевого пузыря и трёх сегментов уретры (проксимального, среднего и дистального) на 6 часах условного циферблата. Метод КП ОКТ чувствителен к состоянию коллагеновых волокон, которые составляют основу соединительной ткани, позволяя по сигналу в кросс-поляризации in vivo визуализировать её фиброзирование, разрастание и реакцию на воспаление [13].

Более детальное исследование состояния коллагеновых и эластических волокон тканей уретры (на уровне пучков и отдельных волокон) проводилось методом нелинейной конфокальной микроскопии. Изучено 12 образцов ткани группы «ПУБС», полученных в результате ТУР биопсии проксимального отдела уретры, и 5 образцов условно нормальной уретры (группа «Н»), взятых у женщин post mortem. Депарафинированные неокрашенные срезы толщиной 10 мкм визуализировались с помощью лазерного сканирующего конфокального микроскопа LSM 800 («Carl Zeiss AG», Oberkochen, Germany). В качестве возбуждающего излучения на 800 нм был применён Ti:Sa фемтосекундный лазер MAI TAI (“Spectra Physics®”, Milpitas, CA, USA) с частотой следования импульсов порядка 80 МГц и длительностью 100 фемтосекунд. Детекция осуществлялась одновременно в двух каналах с использованием фильтров в диапазонах 362 – 415 нм (сигнал генерации второй гармоники коллагена) и 480 – 554 нм (сигнал двухфотонного возбуждения эластина). Количественный анализ изображений заключался в расчёте следующих параметров (в условных единицах): 1) среднее значение сигнала генерации второй гармоники, плотность, медиана для характеристики относительного количества волокон коллагена в поле зрения; 2) параметр неоднородности и энергии (показывают степень однородности / неоднородности распределения сигнала генерации второй гармоники от коллагена на изображении); 3) когерентность (характеризует степень упорядоченности волокон); 4) SAAID (параметр перераспределения коллагена и эластина с глубиной).

Статистический анализ. Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Statistica ver. 9 (“StatSoft Inc.”, Tulsa, OK, USA) и IBM SPSS Statistics ver. 23 («SPSS: An IBM Company», IBM SPSS Corp., Armonk, NY, USA). После проверки распредления показателей на нормальность, для сравнения показателей кровотока уретры в норме и при ПУБС с целью подтверждения достоверности результатов использовали U критерий Mann-Whitney и t критерий Student для независимых выборок с использованием двустороннего распределения показателей. Уровень достоверности различий р < 0,05.

Результаты

Анализ сопутствующей ПУБС патологии в ходе сбора анамнеза. Результаты анализа сопутствующей патологии по анамнезу у пациенток с ПУБС представлены в таблице 2.

Преобладающими сферами патологии были гинекологическая (38%) и неврологическая (38%). В гинекологическом анамнезе пациентки отмечали перенесённые ранее воспалительные заболевания, эндометриоз, а также спаечный процесс в полости малого таза, которые могли стать фоновыми факторами развития ПУБС. В неврологическом анамнезе преобладающими заболеваниями были соматогенная дисфункция вегетативной нервной системы и различная патология пояснично-крестцового отдела (в том числе межпозвонковые грыжи), что также является фактором риска для развития ПУБС. Не вызывает сомнения факт, что состояние пояснично-крестцового отдела, отвечающего за иннервацию органов малого таза, может стать причинами появления и поддержания ПУБС.

Доля сопутствующих ПУБС урологических нарушений по анамнезу составила 28%. К ним относятся в основном гиперактивный мочевой пузырь (29%), лейкоплакия мочевого пузыря (23%) и врождённый нефроптоз (17%). Доказано, что при гиперактивном мочевом пузыре и лейкоплакии мочевого пузыря происходят нарушения микроциркуляции крови в его стенке [15][16]. Одним из звеньев патогенеза нефроптоза является генерализированное поражение соединительной ткани [17].

Изменения строения и гемодинамики органов малого таза по данным ТВУЗИ. При выполнении ТВУЗИ уретры у пациенток группы «Н» средние значения внутреннего диаметра уретры и толщины её стенки составили 5,30 ± 1,56 мм и 2,67 ± 0,49 мм соответственно; в группе «ПУБС» данные показатели были выше — 6,52 ± 1,60 мм (p = 0,042) (↑) и 3,43 ± 0,87 мм (p = 0,012) (↑) соответственно. Это свидетельствует о наличии патологических процессов, способствующих утолщению стенок уретры и одновременно расширению её просвета.

Средние значения ИР кровеносных сосудов стенки уретры и диаметр вен парауретрального сплетения в группе «Н» составили 0,68 ± 0,07 и 1,90 ± 0,20 мм соответственно; данные показатели при «ПУБС» — были выше: 0,84 ± 0,06 (p = 0,0000001) (↑) и 4,20 ± 0,87 мм (p = 0.000016) (↑) (рис. 2). Вены парауретрального сплетения считаются нерасширенными при их внутреннем диаметре менее 4 мм. У 5 из 26 пациенток группы «ПУБС» (19%) обнаружено расширение вен малого таза. У 1 пациентки с «ПУБС» (4%) выявлен синдром May-Thurner, который приводил к клинически значимому механическому препятствию тока крови.

Таким образом, в группе «ПУБС» выявлено отклонение гемодинамических параметров уретры и парауретральных тканей от нормы в виде повышения сопротивления току крови в кровеносных сосудах уретры и парауретрального сплетения, застоя крови в венах малого таза.

Анализ микроциркуляторных нарушений в уретре методом ЛДФ. Показатели средних значений перфузии крови в уретре у исследуемых пациенток группы «Н» составили следующее: ПМ — 26,39 ± 21,00 перф. ед; σ — 4,84 ± 1,65 перф. ед., Кv — 26,99 ± 16,85 %. В группе «ПУБС»: ПМ — 32,19 ± 15,22 перф. ед. (↑); σ — 6,37 ± 4,88 перф. ед. (↑), Кv — 20,42 ± 11,61 % (↓). Диапазон частот регуляций МТ и НТ в группе «Н» составил 2,38± 0,73 и 1,71 ± 0,23 соответственно. При «ПУБС» эти показатели были выше — 2,92 ± 1,20 (↑) и 2,14 ± 0,76 (↑) соответственно. По данным статистического анализа по критерию Mann-Whitney, получены достоверные различия МТ и НТ для групп «ПУБС» и «Н» (р < 0,05).

В группе «ПУБС» выявлено нарушение нейрогенной регуляции тонуса сосудистой стенки микроциркуляторного русла по отношению к группе «Н». При ПУБС преобладают пассивные компоненты регуляции тонуса сосудистой стенки (ДТ и СТ) (рис. 3). Периферическое сопротивление артериол, тонус сосудистой стенки повышены, что согласуется с данными, полученными методом ТВУЗИ.

Анализ данных ЛДФ методом главных компонент. Метод главных компонент выявил, что наиболее значимыми параметрами, отражающими гемодинамические изменения в микроциркуляторном русле тканей уретры, являются амплитуды колебаний НТ и МТ, отвечающие за тонус артериол и прекапиллярного звена соответственно. Выявлено разделение данных на основной кластер (10 пациентов гр. «ПУБС» и 2 пациентки из гр. «Н») и четыре кластера, удалённых от основного: кластер 1 «ПУБС», n = 4; кластер 2 «ПУБС», n = 2; кластер 3 «Н», n = 3; кластер 4 «Н», n = 1 (рис. 4). Разделение данных ЛДФ группы «ПУБС» на разные кластеры указывает на различный патогенез нарушений микроциркуляции тканей уретры.

В ходе анализа данных ЛДФ у двух пациенток группы нормы, без клинических проявлений патологии, были отмечены изменения микроциркуляторного русла, схожие с группой «ПУБС». Мы считаем, что эти пациентки должны быть отнесены к группе риска для развития ПУБС и требуют динамического наблюдения у врача.

Анализ структурных изменений в уретре у больных с ПУБС методом КП ОКТ. На рисунке 5 представлены типичные КП ОКТ изображения шейки мочевого пузыря и трёх отделов женской уретры в норме (рис. 5 A – D) и при ПУБС с развившимся фиброзом тканей (рис. 5 E – H). Ранее нашей исследовательской группой после обследования 30 пациенток с ПУБС методом КП ОКТ было выявлено, что структура тканей уретральной стенки при ПУБС существенно меняется [18]. В данном исследовании с участием 78 пациенток с ПУБС подтверждено: наблюдается атрофия эпителия (в 20,5 – 21,8% случаев) и фиброз подэпителиальных тканей (в 46,0 – 48,2% случаев) (рис. 5 F – H). Выявленные изменения схожи с таковыми при воспалительных заболеваниях инфекционного генеза: в работе [18] нами показано, что фиброз подэпителиальных тканей у пациенток группы хронического воспаления (хронического цистита) был выявлен в 55,5% случаев, атрофия эпителия — в 40,6% случаев.

Метод КП ОКТ даёт возможность зафиксировать изменения структуры тканей до глубины 1,3 – 1,5 мм: в эпителии — атрофию и гиперплазию, в подэпителиальной ткани — воспаление и фиброз.

Обсуждение

Настоящее исследование направлено на выявление отклонений в кровоснабжении тканей уретры у пациенток группы ПУБС по сравнению с женщинами группы условно нормальной уретры, а также оценке изменений в структуре тканей уретры (эпителия и подлежащей соединительной ткани).

Известно, что существует большое количество факторов, которые способны влиять на диаметр кровеносных сосудов микроциркуляторного русла органов. Длительное некомпенсированное изменение просвета кровеносных сосудов может привести к серьёзным нарушениям кровоснабжения (венозному полнокровию, артериальной гиперемии), создавать условия гипоксии. Поддержание артериального давления в сосудах системы кровообращения на определённом уровне путём изменения сосудистого сопротивления и ёмкости венозного русла является основной функцией нервной регуляции [19]. Известны два основных нейрогенных механизма, обусловливающих преимущественное снижение притока артериальной крови к тканям и органам: 1) нейротонический (активация симпатических влияний, повышение адренореактивных свойств стенок артериол) и 2) нейропаралитический (торможение или блокада проведения нервных импульсов по парасимпатическим волокнам к артериолам). В результате разбалансировки нервной регуляции кровоснабжение тканей может измениться [6].

По проведённым нами исследованиям методом ЛДФ установлено, что у пациенток с ПУБС нарушена нейрогенная регуляция тонуса сосудистой стенки микроциркуляторного русла уретры. Наиболее значимыми параметрами, отражающими гемодинамические изменения тканей уретры, являются амплитуды колебаний НТ и МТ кровеносных сосудов. Периферическое сопротивление артериол, тонус сосудистой стенки при ПУБС повышены, что согласуется с данными, полученными в результате обследования пациенток методом ТВУЗИ.

Вторым фактором, влияющим на тонус сосудов и на состояние слизистой оболочки уретры, является гуморальный [20][21]. Ранее методом КП ОКТ в нашей работе [22] было показано, что изменения эпителия в шейке МП и уретре (гиперплазия или атрофия) зависят от гормонального фона женщин: у женщин репродуктивного возраста встречаются в 44,4% случаев, в постменопаузальном периоде — в 93,3% наблюдений.

Третьим фактором нарушения кровоснабжения тканей является механическое препятствие току крови. Одним из самых частых причин венозного полнокровия органов малого таза являются артериовенозные конфликты: Nutcracker syndrome, Posterior Nutcracker syndrome и May-Thurner syndrome. В качестве диагностики наличия данной патологии в нашем исследовании использовалась УЗИ доплерография сосудов малого таза и почечных сосудов. У 1 из 44 пациенток был выявлен синдром May-Thurner.

Нарушение трофики тканей приводит к нарушению структуры соединительной ткани и упорядоченности расположения волокон коллагена, так как при гипоксии отмечается усиление синтетической функции фибробластов, что проявляется разрастанием грубоволокнистой соединительной ткани [23]. Накопление грубоволокнистых структур приводит к нарушению трофики и снижению регенераторного потенциала тканей. В итоге гипоксические изменения усугубляются, вызывая ещё более грубые деструктивные изменения и, как следствие этого, вероятно, происходит увеличение просвета уретры, изменение толщины её стенки и нарушение её функции.

Данные о структурных и микроциркуляторных изменениях в уретре и органах малого таза при ПУБС в данной работе получены с использованием четырёх разных оптических методов: три из них применены прижизненно (ТВУЗИ, ЛДФ и КП ОКТ), один — нелинейная конфокальная микроскопия — ex vivo. Метод ТВУЗИ с функцией допплерографии для изучения уретры при ПУБС ранее не применялся. Результаты проведённого исследования показали, что метод даёт исключительно важную информацию об изменениях как в самом органе (диаметр просвета и толщина стенок), так и о гемодинамике, в том числе в выявлении венозного застоя в малом тазу. При венозной гиперемии происходит гипотрофия органа и отёк ткани из-за увеличения гемодинамического давления на стенку вены [24]. Считаем целесообразным включение метода ТВУЗИ в протокол исследования пациенток при хронических тазовых болях любой этиологии: метод позволит уточнить вклад нарушений в микроциркуляторном русле в общем патогенезе заболевания.

Метод ЛДФ для диагностики нарушения гемодинамики микроциркуляторного русла широко применяется во многих отраслях медицины: хирургия [25], комбустиология [26], неврология [27], урология [28] и др. Использование ЛДФ позволяет выявить среди женщин условной нормы группы риска для развития ПУБС. Также среди пациенток, страдающих ПУБС, с помощью ЛДФ можно определить характер нарушения кровоснабжения стенки уретры, что позволит подобрать патогномоничное и персонифицированное лечение.

Метод КП ОКТ используется в клинической практике как оптическая биопсия тканей, позволяя прижизненно исследовать структуру органа на глубину до 2 мм с высоким разрешением [9 – 13]. Применение данного метода особенно актуально при ПУБС, поскольку взятие образцов тканей на гистологическое исследование усугубит состояние пациенток. Методом КП ОКТ удаётся визуализировать такие изменения тканей уретры, как атрофия и гиперплазия эпителия, фиброз соединительнотканной стромы, атипичное расширение просветов кровеносных сосудов (рис. 5 F – H). Кроме того, данные нелинейной конфокальной микроскопии об изменении структуры и пространственного расположения коллагеновых волокон при ПУБС, а именно об увеличении их количества вплоть до развития выраженного фиброза соединительной ткани уретры, коррелируют с результатами прижизненного КП ОКТ исследования. Однако следует отметить, что картина изменений может отличаться в зависимости от фоновых и сопутствующих заболеваний, возраста женщин и прочих факторов. Поэтому мы считаем, что КП ОКТ исследование необходимо проводить при каждом плановом визите пациенток и в зависимости от результата корректировать назначаемое лечение.

Таким образом, КП ОКТ может быть использован как самостоятельный неинвазивный метод диагностики состояния структурных изменений тканей нижних мочевыводящих путей при осмотре пациентов не только с ПУБС, но и при хронических тазовых болях иной природы и локализации.

Заключение

Для пациентов с ПУБС характерно снижение гемодинамических показателей в тканях уретры по сравнению с состоянием уретры в норме, что свидетельствует о дисбалансе нейрогенной регуляции микрососудистого русла. ТВУЗИ и ЛДФ в сочетании с КП ОКТ позволяют прижизненно выявить наличие микроциркуляторных и, как следствие, структурных изменений в тканях уретры. Включение этих методов в алгоритм исследования позволяет получать достоверную информацию об основных звеньях патогенеза ПУБС.