病態生理学 · P-1-27
糖尿病の血管機能:レーザードップラー/TcPO2 — 反応性充血
Diabetic vascular function: laser Doppler/TcPO2 — reactive hyperaemia
🧠 全体像: 皮膚微小循環は、血流遮断解除後の反応性充血 reactive hyperemia 反応性充血(reactive hyperemia) reactive hyperemia(反応性充血) と、下肢を下垂した際の静脈―細動脈反射 venoarteriolar reflex 静脈―細動脈反射(venoarteriolar reflex) venoarteriolar reflex(静脈―細動脈反射) で評価できる。いずれも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) で追う相対的な灌流の変化であり、糖尿病では内皮機能障害 endothelial dysfunction 内皮機能障害(endothelial dysfunction) endothelial dysfunction(内皮機能障害) と神経血管調節 neurovascular regulation 神経血管調節(neurovascular regulation) neurovascular regulation(神経血管調節) 障害により、正常な血流増加 increased blood flow血流増加(increased blood flow) increased blood flow(血流増加)・保護的血管収縮が弱くなる。
レーザードップラー血流測定
測定原理と、絶対血流量ではなく相対的な灌流を示す任意単位であるという限界は、P-1-26:加温反応 thermal hyperemia response加温反応(thermal hyperemia response) thermal hyperemia response(加温反応)を参照。この限界のため、以下で扱う反応性充血 reactive hyperemia反応性充血(reactive hyperemia) reactive hyperemia(反応性充血)・静脈―細動脈反射venoarteriolar reflex 静脈―細動脈反射(venoarteriolar reflex)venoarteriolar reflex(静脈―細動脈反射) も遮断前・下垂前の基準値 baseline / reference value 基準値(baseline / reference value) baseline / reference value(基準値) に対する比や回復までの時間として評価し、個人間で絶対値を比較する検査ではない。
💡 反応性充血reactive hyperemia 反応性充血(reactive hyperemia)reactive hyperemia(反応性充血) の再現性は局所加温反応 thermal hyperemia response 加温反応(thermal hyperemia response) thermal hyperemia response(加温反応) より劣る。健常者を日を変えて2回測定した検討では、灌流変化量の変動係数 coefficient of variation 変動係数(coefficient of variation) coefficient of variation(変動係数) が局所加温9.3%に対し反応性充血 reactive hyperemia 反応性充血(reactive hyperemia) reactive hyperemia(反応性充血) 19.4%であり、ベースラインに対する相対変化率で評価すると変動係数 coefficient of variation 変動係数(coefficient of variation) coefficient of variation(変動係数) は23〜39%となり、さらに再現性が下がる1。
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、組織へのO₂到達量を推定する。測定原理(約43℃への加温)と創傷治癒予測に使う基準値 baseline / reference value 基準値(baseline / reference value) baseline / reference value(基準値) はP-1-26・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。
- 極端な低値は細胞生存性の低下を示唆し、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。
- センサーと皮膚の間には、リング内に接触液を満たして密着させる。
⚠️ TcPO₂は単独で切断適応 indication for amputation 切断適応(indication for amputation) indication for amputation(切断適応) を決める検査ではなく、臨床所見clinical signs 臨床所見(clinical signs)clinical signs(臨床所見) と他の血流評価を合わせて解釈する。
遮断後反応性充血
遮断後反応性充血post-occlusive reactive hyperemia 遮断後反応性充血(post-occlusive reactive hyperemia)post-occlusive reactive hyperemia(遮断後反応性充血) は、一定時間の動脈遮断後に生じる一過性の血流増加 increased blood flow 血流増加(increased blood flow) increased blood flow(血流増加) である。
flowchart TD
A["カフを<span class='jp-term jp-term-diagram' title='systolic blood pressure, SBP'>収縮期血圧</span>より高く加圧"] --> B["動脈を2分以上遮断"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cuff pressure'>カフ圧</span>を解除"]
C --> D["血流が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='baseline / reference value'>基準値</span>を一過性に上回る"]
D --> E["皮膚灌流が速やかに<span class='jp-term jp-term-diagram' title='baseline / reference value'>基準値</span>へ戻る"]
⚠️ 遮断後反応性充血post-occlusive reactive hyperemia 遮断後反応性充血(post-occlusive reactive hyperemia)post-occlusive reactive hyperemia(遮断後反応性充血) の機序は単一ではない。虚血中に蓄積したアデノシン・K⁺などによる代謝性血管拡張、血管平滑筋vascular smooth muscle 血管平滑筋(vascular smooth muscle)vascular smooth muscle(血管平滑筋) 自体の筋原性反応 myogenic response筋原性反応(myogenic response) myogenic response(筋原性反応)、皮膚ではC線維 C fiber C線維(C fiber) C fiber(C線維) を介した軸索反射 axon reflex 軸索反射(axon reflex) axon reflex(軸索反射) (感覚神経性)に加え、内皮由来の血管拡張物質が組み合わさって生じる。皮膚の反応性充血 reactive hyperemia 反応性充血(reactive hyperemia) reactive hyperemia(反応性充血) を薬理学的に分解した健常者8名の検討では、局所麻酔local anesthesia 局所麻酔(local anesthesia)local anesthesia(局所麻酔) (感覚神経の遮断)とシトクロムP450エポキシゲナーゼ cytochrome P450 epoxygenase シトクロムP450エポキシゲナーゼ(cytochrome P450 epoxygenase) cytochrome P450 epoxygenase(シトクロムP450エポキシゲナーゼ) の阻害(内皮由来過分極因子endothelium-derived hyperpolarizing factor 内皮由来過分極因子(endothelium-derived hyperpolarizing factor)endothelium-derived hyperpolarizing factor(内皮由来過分極因子) の抑制)でピークが有意に低下したのに対し、NO合成を阻害してもピークは有意に低下しなかった2。内皮以外の機序も血流回復に寄与し、内皮の寄与もNOが主体とは限らないため、反応性充血reactive hyperemia 反応性充血(reactive hyperemia)reactive hyperemia(反応性充血) の低下だけをもって「内皮のNO産生低下」と単純に読み替えることはできない。 この点で、内皮由来の一酸化窒素 nitric oxide, NO 一酸化窒素(nitric oxide, NO) nitric oxide, NO(一酸化窒素) を主体とする血流依存性血管拡張(FMD)とは評価している性格が異なる。皮膚の反応性試験は、内皮機能と神経血管機能の両方を映すものとして使い分けられている3。
糖尿病では、これらの機序のうち特に内皮依存性の成分が障害されるため反応性充血 reactive hyperemia 反応性充血(reactive hyperemia) reactive hyperemia(反応性充血) が低下し、重症例ではほとんど認められないことがあるとされる。
- 血管拡張刺激に対する内皮応答が低下する。
- NO産生が減少し、NO分解が増加する。
- プロスタサイクリンprostacyclin (PGI2) プロスタサイクリン(prostacyclin (PGI2))prostacyclin (PGI2)(プロスタサイクリン) が減少し、血管収縮性メディエーターが優位になる。
静脈―細動脈反射
静脈―細動脈反射venoarteriolar reflex 静脈―細動脈反射(venoarteriolar reflex)venoarteriolar reflex(静脈―細動脈反射) (veno-arteriolar reflex)は、下肢下垂に伴う静脈圧上昇に対する局所の保護的血管収縮である。
実施方法
- 両下肢をベッド上に置き、下肢灌流を測定する。
- 片脚を急に床方向へ下垂させ、静脈圧を急上昇 surge 急上昇(surge) surge(急上昇) させる。
- 動脈側の灌流応答を観察する。
| 状態 | 反応 | 意義 |
|---|---|---|
| 健常 | 動脈側の流入・灌流が急に低下する | 保護的血管収縮により、間質への水分流出を抑える |
| 糖尿病性機能障害 sexual dysfunction性機能障害(sexual dysfunction) sexual dysfunction(性機能障害) | 反応が弱い、または逆転して動脈側の流入・灌流が増加するとされる | 微小循環調節が不十分となり、浮腫につながりうる |
💡 ここで評価しているのは全身の動脈血圧そのものより、下肢局所の動脈流入 arterial inflow動脈流入(arterial inflow) arterial inflow(動脈流入)・皮膚灌流の変化である。
まとめ
| 項目 | 押さえる点 |
|---|---|
| 評価の原則 | 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) の値は相対的な灌流。遮断前・下垂前の基準値 baseline / reference value 基準値(baseline / reference value) baseline / reference value(基準値) に対する比や回復までの時間で評価し、個人間で絶対値を比べない |
| 再現性 | 灌流変化量の変動係数 coefficient of variation 変動係数(coefficient of variation) coefficient of variation(変動係数) は局所加温9.3%、反応性充血reactive hyperemia 反応性充血(reactive hyperemia)reactive hyperemia(反応性充血) 19.4%。ベースラインに対する相対変化率で表すと変動係数 coefficient of variation 変動係数(coefficient of variation) coefficient of variation(変動係数) は23〜39%に広がり、再現性はさらに下がる |
| 経皮酸素分圧TcPO₂経皮酸素分圧(TcPO₂)TcPO₂(経皮酸素分圧) | 極端な低値は細胞生存性の低下を示唆する。接触液で密着させて測る。単独で切断適応 indication for amputation 切断適応(indication for amputation) indication for amputation(切断適応) を決めない |
| 遮断後反応性充血post-occlusive reactive hyperemia遮断後反応性充血(post-occlusive reactive hyperemia)post-occlusive reactive hyperemia(遮断後反応性充血) | 収縮期血圧systolic blood pressure, SBP 収縮期血圧(systolic blood pressure, SBP)systolic blood pressure, SBP(収縮期血圧) より高いカフ圧 cuff pressure カフ圧(cuff pressure) cuff pressure(カフ圧) で遮断し、解除後に血流が一過性に基準値 baseline / reference value 基準値(baseline / reference value) baseline / reference value(基準値) を上回る。代謝性・筋原性myogenic筋原性(myogenic)myogenic(筋原性)・軸索反射axon reflex軸索反射(axon reflex)axon reflex(軸索反射)・内皮由来の血管拡張が重なり、FMDとは性格が異なる |
| 糖尿病での変化 | 反応性充血reactive hyperemia 反応性充血(reactive hyperemia)reactive hyperemia(反応性充血) が低下し、重症例ではほとんど認められないことがあるとされる。低下をそのまま「NO産生の低下」と読み替えない |
| 静脈―細動脈反射venoarteriolar reflex静脈―細動脈反射(venoarteriolar reflex)venoarteriolar reflex(静脈―細動脈反射) | 下肢下垂で静脈圧が上がると局所の動脈流入 arterial inflow 動脈流入(arterial inflow) arterial inflow(動脈流入) が低下する保護的反応。糖尿病では弱まる(逆転するとされる)ため浮腫につながりうる |
出典
- 1.Comparative reproducibility of dermal microvascular blood flow changes in response to acetylcholine iontophoresis, hyperthermia and reactive hyperaemia(Physiological Measurement・2010)健常者10名を2回測定した検討で、レーザードプラ血流計による灌流変化量(ピークからベースラインを引いた値)の変動係数は、局所加温9.3%、遮断後反応性充血19.4%、アセチルコリンイオントフォレーシス25.5%であり、ベースラインに対する相対変化率で評価するとさらに再現性が低下した(23〜39%)。閲覧 2026-08-26
- 2.Involvement of cytochrome epoxygenase metabolites in cutaneous postocclusive hyperemia in humans(Journal of Applied Physiology・2013)抄録で確認した。健常者8名で5分間の動脈遮断後の皮膚反応性充血を調べ、プラセボ部位のピークは最大皮膚血管コンダクタンスの66±11%だったが、シトクロムP450エポキシゲナーゼ阻害(フルコナゾールの微小透析)で47±10%、局所麻酔(リドカイン/プリロカインクリーム)で29±10%へ有意に低下した一方、NO合成阻害(L-NMMA)ではピークが有意に低下しなかったこと。皮膚の反応性充血には感覚神経と内皮由来過分極因子(エポキシエイコサトリエン酸と推定)が関与するとしていること。閲覧 2026-09-24
- 3.Assessment of endothelial and neurovascular function in human skin microcirculation(Trends in Pharmacological Sciences・2013)抄録のみ閲覧(全文は非OAで、Unpaywallでもリポジトリ版は無かった)。遮断後反応性充血・局所加温・圧誘発性血管拡張・血管拡張薬のイオントフォレーシスといった反応性試験を、皮膚微小循環の内皮機能と神経血管機能の両方を調べる手段として取り上げ、その利点と限界を総説していることを確認した。閲覧 2026-08-26