糖尿病の血管機能：レーザードップラー/TcPO2 — 加温反応

🧠 全体像： レーザードップラー血流計laser Doppler flowmeter レーザードップラー血流計（laser Doppler flowmeter）laser Doppler flowmeter（レーザードップラー血流計） は皮膚表層の血流を、経皮酸素分圧TcPO₂ 経皮酸素分圧（TcPO₂）TcPO₂（経皮酸素分圧） は組織への酸素到達を反映する指標として評価する。いずれも絶対値そのものより、同一部位での経時変化 evolution 経時変化（evolution） evolution（経時変化） や刺激前後の変化で解釈する検査である。加温時には軸索反射 axon reflex 軸索反射（axon reflex） axon reflex（軸索反射） による初期ピークと、NO依存性血管拡張による持続性プラトー sustained plateau 持続性プラトー（sustained plateau） sustained plateau（持続性プラトー） が生じる。糖尿病では加温反応 thermal hyperemia response 加温反応（thermal hyperemia response） thermal hyperemia response（加温反応） が全体として低下する。後期プラトー plateau プラトー（plateau） plateau（プラトー） の低下は内皮の障害を、軸索反射axon reflex 軸索反射（axon reflex）axon reflex（軸索反射） による初期成分の低下はC線維 C fiber C線維（C fiber） C fiber（C線維） の障害（神経障害）を示唆する。

レーザードップラー血流測定

• 送光部と受光部を備えたプローブを用い、反射光の量と周波数を測定する。
• 移動物体により反射光の周波数が変化するドップラー現象を利用し、動く赤血球から血流を算出する。
• 主に皮膚表層の血流を測定する。
• 温度上昇や食後など、物理的・生理的変化に対する血流応答を評価できる。

⚠️ レーザードップラー血流計laser Doppler flowmeter レーザードップラー血流計（laser Doppler flowmeter）laser Doppler flowmeter（レーザードップラー血流計） が出力する値は血流の絶対量（mL/分など）ではなく、その部位の相対的な灌流を表す任意単位である。組織の光学的性質や血管密度は個人差 individual variation個人差（individual variation） individual variation（個人差）・部位差が大きいため、個人間・部位間で絶対値を比較する検査には向かない。同一部位で安静時値を基準とし、刺激前後の比や経時変化 evolution 経時変化（evolution） evolution（経時変化） として評価するのが原則である。

経皮酸素分圧

経皮酸素分圧TcPO₂ 経皮酸素分圧（TcPO₂）TcPO₂（経皮酸素分圧） は皮膚表面のO₂分圧を測定し、組織にどの程度O₂が到達しているかを推定する。

• O₂センサーは皮膚を約43℃（電極自体は45℃）まで加温する¹。これは本ノートで扱う加温反応 thermal hyperemia response 加温反応（thermal hyperemia response） thermal hyperemia response（加温反応） と同じ「皮膚加温による毛細血管拡張 telangiectasia毛細血管拡張（telangiectasia） telangiectasia（毛細血管拡張）」を利用しており、動脈血に近いO₂分圧が皮膚表面まで届くようにして測定する。
• ⚠️ 測定条件によって値がぶれる向きは一方向ではない。¹ 低く出る（過小評価）のは、浮腫（O₂の拡散距離 diffusion distance 拡散距離（diffusion distance） diffusion distance（拡散距離） が延びる）、皮膚硬化、室温22℃未満、送風、骨突起・表在腱・表在静脈superficial vein 表在静脈（superficial vein）superficial vein（表在静脈） の上での測定（局所の毛細血管血 capillary blood 毛細血管血（capillary blood） capillary blood（毛細血管血） 流が乏しい）、会話、疼痛・不安・2時間以内の喫煙やコーヒー摂取（血管収縮）である。高く出る（過大評価）のは、炎症（局所の充血で血流が増える）、室温24℃超、臥位ではなく座位での測定である。💡 浮腫と炎症は同じ患部に併存しうるうえ、値をずらす向きが逆なので、「創部の近くだから低め／高めに出る」と単純に読めない。測定条件は一定に保ち、条件が違う値どうしを比較しない。
• 極端な低値では細胞生存性が懸念され、壊死を避けるための切断レベルや創傷治癒可能性を検討する材料になりうる。下腿切断transtibial amputation 下腿切断（transtibial amputation）transtibial amputation（下腿切断） 後の創傷治癒を検討した後ろ向き研究 retrospective study 後ろ向き研究（retrospective study） retrospective study（後ろ向き研究） の多くでは、下腿TcPO₂ >40 mmHgは治癒率が高いことと、<20 mmHgは治癒不良のリスクが高いことと関連づけられているが、明確なコンセンサスカットオフ cut-off カットオフ（cut-off） cut-off（カットオフ） は定まっていない¹。こうした灌流評価は、下肢切断lower limb amputation下肢切断（lower limb amputation）lower limb amputation（下肢切断）・救肢limb salvage 救肢（limb salvage）limb salvage（救肢） のリスクを層別化するWIfI分類WIfI classificationWIfI分類（WIfI classification）WIfI classification（WIfI分類）の虚血グレード判定にも用いられる。糖尿病足潰瘍diabetic foot ulcer 糖尿病足潰瘍（diabetic foot ulcer）diabetic foot ulcer（糖尿病足潰瘍） の治癒予測に関するより詳しい基準値 baseline / reference value 基準値（baseline / reference value） baseline / reference value（基準値） は足趾収縮期血圧toe systolic pressure足趾収縮期血圧（toe systolic pressure）toe systolic pressure（足趾収縮期血圧）・経皮酸素分圧transcutaneous oxygen pressure経皮酸素分圧（transcutaneous oxygen pressure）transcutaneous oxygen pressure（経皮酸素分圧）を参照。

⚠️ TcPO₂は測定条件の影響を受けるため、単独の値だけで切断適応 indication for amputation 切断適応（indication for amputation） indication for amputation（切断適応） を決定せず、臨床所見clinical signs 臨床所見（clinical signs）clinical signs（臨床所見） や他の血流評価と統合する。

正常な加温時血流応答

flowchart TD
    A["皮膚を加温"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='axon reflex'>軸索反射</span>"]
    B --> C["血流の初期ピーク"]
    C --> D["NO依存性血管拡張"]
    D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sustained plateau'>持続性プラトー</span>"]

初期ピークは主に軸索反射 axon reflex 軸索反射（axon reflex） axon reflex（軸索反射） （皮膚の感覚神経終末からCGRP・サブスタンスPsubstance P サブスタンスP（substance P）substance P（サブスタンスP） が放出され、周囲の血管を拡張させる機序）によって加温開始から10分以内に生じる。これに対し後期プラトー plateau プラトー（plateau） plateau（プラトー） は主に内皮由来のNOに依存しており、確立までに20〜30分の加温を要する²。

糖尿病における加温反応の変化

💡 2つの成分は、それぞれ別の障害を映す。 糖尿病性血管機能障害では内皮のNO産生・生物学的利用能bioavailability 生物学的利用能（bioavailability）bioavailability（生物学的利用能） が低下するため、NOに依存する後期プラトー plateauプラトー（plateau） plateau（プラトー）が低下しうる。一方、初期の軸索反射 axon reflex 軸索反射（axon reflex） axon reflex（軸索反射） 性ピークはC線維 C fiber C線維（C fiber） C fiber（C線維） の機能を映しており、⚠️ 「保たれる」とは限らない。44℃加温で起こる軸索反射 axon reflex 軸索反射（axon reflex） axon reflex（軸索反射） 性の潮紅 flushing 潮紅（flushing） flushing（潮紅） は、神経障害のある2型糖尿病で健常者より有意に小さく、神経障害の無い2型糖尿病でも小さかった（各群12名の比較）³。したがって「後期プラトー plateau プラトー（plateau） plateau（プラトー） だけが選択的に低下する」と一般化はできず、初期ピークの低下は小径線維 small fiber 小径線維（small fiber） small fiber（小径線維） （C線維C fiberC線維（C fiber）C fiber（C線維））の障害を、後期プラトー plateau プラトー（plateau） plateau（プラトー） の低下は内皮機能障害 endothelial dysfunction 内皮機能障害（endothelial dysfunction） endothelial dysfunction（内皮機能障害） を示唆するものとして読み分ける。

13件の横断研究 cross-sectional study横断研究（cross-sectional study） cross-sectional study（横断研究）・857例を統合したメタアナリシス meta-analysis メタアナリシス（meta-analysis） meta-analysis（メタアナリシス） でも、安静時の皮膚血流は健常者と糖尿病患者で差が無かった一方、局所加温に対する血流応答（加温反応thermal hyperemia response加温反応（thermal hyperemia response）thermal hyperemia response（加温反応））は糖尿病患者で大きく低下していた（統合効果量：標準化平均差 standardized mean difference標準化平均差（standardized mean difference） standardized mean difference（標準化平均差） -0.78）。糖尿病の病型・罹病期間duration of disease 罹病期間（duration of disease）duration of disease（罹病期間） による差は認められず、糖尿病そのものが皮膚微小血管機能障害 cutaneous microvascular dysfunction 皮膚微小血管機能障害（cutaneous microvascular dysfunction） cutaneous microvascular dysfunction（皮膚微小血管機能障害） を来すことを示唆する²。ただし研究ごとに加温時間がばらつき、プラトーplateau プラトー（plateau）plateau（プラトー） に達していない研究もあったため、このメタアナリシス meta-analysis メタアナリシス（meta-analysis） meta-analysis（メタアナリシス） では初期ピークと後期プラトー plateau プラトー（plateau） plateau（プラトー） のどちらが障害されているかは評価できなかった²。

糖尿病性血管機能障害

内皮細胞機能が障害されると、血管収縮・炎症・血栓形成thrombus formation血栓形成（thrombus formation）thrombus formation（血栓形成）・血管壁リモデリングが促進される。

flowchart TD
    A["内皮細胞機能障害"] --> B["ROS・TXA₂など血管収縮性メディエーターの増加"]
    B --> C["血管収縮と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='thrombus formation'>血栓形成</span>の促進"]
    A --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='adhesion molecules'>接着分子</span>の増加"]
    D --> E["白血球接着と炎症"]
    E --> F["ROS・NF-κBの増加"]
    A --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='growth factor'>増殖因子</span>の作用"]
    G --> H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='extracellular matrix'>細胞外基質</span>（ECM）と平滑筋の増殖"]
    C --> I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='microcirculatory dysfunction'>微小循環障害</span>"]
    F --> I
    H --> I
    I --> J["創傷治癒低下・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ulceration'>潰瘍形成</span>"]
    J --> K["感染リスク上昇"]

• TXA₂は血栓形成 thrombus formation 血栓形成（thrombus formation） thrombus formation（血栓形成） を促進する。
• 高血糖環境は細菌増殖 bacterial growth 細菌増殖（bacterial growth） bacterial growth（細菌増殖） を助長しうるうえ、免疫機能immune function 免疫機能（immune function）immune function（免疫機能） 低下と創傷治癒障害 impaired wound healing 創傷治癒障害（impaired wound healing） impaired wound healing（創傷治癒障害） が感染リスクを高める。
• これらの微小循環障害 microcirculatory dysfunction 微小循環障害（microcirculatory dysfunction） microcirculatory dysfunction（微小循環障害） は、糖尿病性末梢神経障害diabetic peripheral neuropathy 糖尿病性末梢神経障害（diabetic peripheral neuropathy）diabetic peripheral neuropathy（糖尿病性末梢神経障害） の背景にもなる。

まとめ