Nachweis diabetischer Mikrozirkulationsveränderungen mittels Kapillaroskopie und Laser-Doppler-Anemometrie

Zusammenfassung

Hintergrund: Während funktionelle Störungen der kutanen Mikrozirkulation bei diabetischen Patienten deutlich ausgeprägt sind, wurden kapillaroskopisch nur geringe Veränderungen der Hautkapillarmorphologie beobachtet. Wir untersuchten die Wechselbeziehungen zwischen morphologischen und funktionellen kutanen Mikrozirkulationsstörungen bei Patienten mit Typ-1- und Typ-2-Diabetes sowie den Einfluss der Diabetesdauer auf die Kapillarmorphologie.

Patienten und Methodik: Bei 16 Patienten mit Typ-1- und 19 mit Typ-2-Diabetes wurden die Dichte, Maße und Morphologie von Nagelfalzkapillaren mittels Kapillaroskopie im Vergleich mit Kontrollgruppen gleicher Alters- und Geschlechtsverteilung untersucht. Die Messungen der kapillären Blutzellgeschwindigkeit erfolgten dorsal an der Mittelphalanx des vierten Fingers mittels Laser-Doppler-Anemometrie in Ruhe und nach dreiminütiger suprasystolischer Stauung.

Ergebnisse: Die diabetischen Patienten unterschieden sich hinsichtlich der Kapillardichte und -weite sowie des Durchmessers des arteriellen Kapillarschenkels nicht von den Kontrollpersonen. Die Gesamtgruppe der an Typ-1- und Typ-2-Diabetes erkrankten Personen wies jedoch größere Durchmesser der Apexregion und des venösen Schenkels der Kapillaren auf (Apex: 19,2±0,6 μm vs. 17,4±0,6 μm, p = 0,0243; venöser Schenkel: 17,3±0,5 μm vs. 15,9±0,4 μm, p = 0,0238). Kapillartorquierungen ließen sich bei Patienten mit Typ-1- (n = 13 vs. n = 7, p = 0,028) und Typ-2-Diabetes (n = 16 vs. n = 9, p = 0,017) häufiger als bei den Kontrollpersonen nachweisen. Bei Patienten mit Typ-1-Diabetes fand sich eine negative Korrelation zwischen Kapillardichte und kapillärer Blutzellgeschwindigkeit in Ruhe (r = −0,52; p = 0,019). In der Gruppe der an Typ-2-Diabetes erkrankten Personen fiel eine positive Korrelation zwischen dem kapillären Apexdurchmesser und der maximalen postokklusiven kapillären Blutzellgeschwindigkeit auf (r = 0,49; p = 0,017). Bei Patienten mit Type-2-Diabetes ließ sich mit zunehmender Erkrankungsdauer eine Abnahme des Durchmessers des arteriellen Schenkels (r = −0,48; p = 0,020) und der Weite der Kapillaren (r = −0,48; p = 0,018) beobachten.

Schlussfolgerung: Im Rahmen dieser Pilotstudie fanden sich bei Patienten mit Diabetes mellitus kapillaroskopisch Hinweise auf erhöhte Prävalenzen von Torquierungen und Dilatationen der Hautkapillaren als möglicher Ausdruck einer diabetischen Mikroangiopathie. Diabetische Mikrozirkulationsstörungen führen zu einer Beeinträchtigung der postokklusiven reaktiven Hyperämie und können mit Hilfe der Laser-Doppler-Anemometrie erstmals in Einzelkapillaren außerhalb des Nagelfalzes quantifiziert werden. Morphologische und funktionelle Mikrozirkulationsalterationen bei diabetischen Patienten beeinflussen sich möglicherweise gegenseitig über Hämodynamikveränderungen, die von der Diabetesdauer abhängen.

Abstract

Background: Only minor changes of skin capillary morphology have been described in diabetic patients by means of capillaroscopy, whereas cutaneous microvascular dysfunction is well known. We examined correlations between functional and morphological abnormalities of the capillaries in Type 1 and 2 diabetic patients and the influence of diabetes duration on capillary morphology.

Patients and Methods: Density, diameters and morphology of nailfold capillaries were investigated in diabetic patients, 16 Type 1 and 19 Type 2 and compared to age- and sex-matched control groups. Capillary blood cell velocities (CBV) during rest and after 3-minute arterial occlusion were measured in the dorsal middle phalangeal area of the left ring finger by means of laser Doppler anemometry.

Results: Capillary density, width and arterial limb diameter were similar in Type 1 and 2 diabetic patients compared to their controls. Capillary diameters of the apical part and the venous limb were enlarged in the combined analysis of Type 1 and 2 diabetic patients compared to the control group (apex: 19.2±0.6 μm vs 17.4±0.6 μm, p = 0,0243; venous limb: 17.3±0.5 μm vs 15.9±0.4 μm, p = 0.0238). Tortuous capillaries were more often observed in Type 1 (n = 13 vs n = 17, p = 0.028) and 2 diabetic patients (n = 16 vs n = 9, p = 0.019) than in controls. In Type 1 diabetic patients an inverse correlation (r = −0.52; p = 0.019) was found between capillary density and resting CBV. In Type 2 diabetic patients capillary apex diameter correlated positively with peak CBV (r = 0.49; p = 0.017). Disease duration correlated inversely with arterial limb diameter (r = −0.48; p = 0.020) and width of the capillaries (r = −0.48; p = 0.018) in Type 2 diabetic patients.

Conclusion: Tortuous and dialated capillaries, indicating microangiopathy, were found in the skin of diabetic patients by means of capillaroscopy. Using laser Doppler anemometry it is possible to assess impairment of postocclusive reactive hyperemia, due to diabetic microvascular dysfunction, in single capillaries. Correlations between morphological and functional microcirulatory alterations in diabetes may be explained by hemodynamic changes, depending on diabetes duration.