Elektrochemiczne przewodnictwo skóry

Elektrochemiczne przewodnictwo skóry (ESC) jest obiektywnym, nieinwazyjnym i ilościowym pomiarem elektrofizjologicznym . Opiera się na odwróconej jonoforezie i (wielokrotnej) stacjonarnej chronoamperometrii (dokładniej chronowoltometrii).

ESC ma na celu zapewnienie wglądu i oceny funkcji sudomotorycznej (lub gruczołów potowych ) oraz neuropatii obwodowej drobnych włókien .

Opis pomiaru ESC

Obecnie pomiar ESC można uzyskać za pomocą urządzenia medycznego o nazwie Sudoscan.

Nie jest wymagane żadne specjalne przygotowanie pacjenta ani szkolenie personelu medycznego. Zabieg trwa krócej niż 3 minuty, jest nieszkodliwy i nieinwazyjny .

Urządzenie składa się z elektrod ze stali nierdzewnej do rąk i stóp, które są podłączone do komputera w celu rejestrowania i zarządzania danymi. Aby przeprowadzić test ESC, pacjenci kładą ręce i stopy na elektrodach. Gruczoły potowe są najliczniejsze na dłoniach i podeszwach stóp, dlatego dobrze nadają się do oceny funkcji sudomotorycznych .

Elektrody są używane alternatywnie jako anoda lub katoda . Na anodę przykłada się napięcie przyrostowe prądu stałego (DC) poniżej 4 woltów. Ten prąd stały, poprzez odwróconą jonoforezę , indukuje napięcie na katodzie i generuje prąd (o natężeniu mniejszym niż 0,3 mA) między anodą a katodą, związany z elektroaktywnymi jonami z potu reagującymi z elektrodami. Zjawiska elektrochemiczne pasywne elektrody umożliwiają odzyskanie potencjału ciała.

Podczas testu stosowane są 4 kombinacje 15 różnych niskich napięć prądu stałego. Wynikowe przewodnictwo elektrochemiczne skóry (ESC) dla każdej dłoni i stopy wyrażono w µS ( mikro-Siemens ). Test ocenia również procent asymetrii między lewą a prawą stroną, zarówno dla dłoni, jak i stóp ESC, dostarczając ocenę, czy jedna strona jest bardziej dotknięta chorobą niż druga.

Aplikacje

Z fizjologicznego punktu widzenia, wzorzec unerwienia gruczołów potowych — a mianowicie pozazwojowe współczulne włókna nerwowe — umożliwia klinicystom i naukowcom wykorzystanie testów funkcji sudomotorycznych do oceny dysfunkcji autonomicznego układu nerwowego (ANS).

Aby zapewnić optymalne wykorzystanie i interpretację ESC, określono wartości normatywne u dorosłych i dzieci . Ponadto odtwarzalność metody w warunkach klinicznych, w tym zarówno zdrowych osób z grupy kontrolnej, jak i pacjentów z powszechnymi chorobami przewlekłymi .

ESC ma zastosowanie kliniczne w ocenie i obserwacji dysautonomii i neuropatii obwodowej małych włókien , które mogą wystąpić w chorobach takich jak:

Cukrzyca

Cukrzyca i dwa jej główne powikłania: neuropatia cukrzycowa i neuropatia autonomiczna . Polineuropatia czuciowo-ruchowa (DSPN) jest najczęstszym typem polineuropatii u pacjentów z cukrzycą mieszkających w społeczności, dotykając około 25% z nich. Przebieg DSPN jest jednak podstępny i nawet u 50% pacjentów z neuropatią może przebiegać bezobjawowo , co często prowadzi do opóźnionego rozpoznania . Zaawansowany lub bolesny DSPN może skutkować nie tylko obniżeniem jakości życia , ale jest statystycznie związany z retinopatią i nefropatią oraz prowadzi do znacznej zachorowalności i śmiertelności. Autonomiczny układ nerwowy (ANS), którego integralną częścią są nerwy sudomotoryczne, jest głównym zewnętrznym mechanizmem kontrolnym regulującym częstość akcji serca , ciśnienie krwi i kurczliwość mięśnia sercowego . Neuropatia autonomiczna serca (CAN) opisuje dysfunkcję AUN i jego regulację układu sercowo-naczyniowego . CAN jest najsilniejszym predyktorem śmiertelności w cukrzycy. Ponieważ wczesne objawy CAN są zwykle niespecyficzne, jego rozpoznanie jest często opóźnione, a badania przesiewowe w kierunku CAN powinny być rutynowo rozważane u pacjentów z cukrzycą. Ocena sudomotorycznej stanowi miarę współczulnej funkcji cholinergicznej w badaniu CAN.

amyloidoza

Amyloidoza , taka jak rodzinna neuropatia amyloidowa , amyloidoza AL i amyloidoza AA [publikacja w toku]. W przebiegu amyloidozy AL neuropatia obwodowa występuje u 10–35% chorych; sama dysautonomia jest niezależnym czynnikiem prognostycznym, a ocena zaburzeń potowych jest rutynową czynnością w ocenie amyloidozy. ESC może stanowić miarę subklinicznego zaangażowania autonomicznego, które nie jest systematycznie oceniane za pomocą bardziej wyrafinowanego sprzętu.

Mukowiscydoza

Wpływ mukowiscydozy na gruczoły potowe opisał Quinton. Oceniono wydajność i potencjalną użyteczność ESC w tej chorobie.

Choroba Parkinsona

Ocena dysautonomii jest ważna dla obserwacji pacjenta, a ocena funkcji sudomotorycznej może być pomocna w codziennej praktyce.

Neuropatia obwodowa wywołana chemioterapią (CIPN)

Neuropatia obwodowa wywołana chemioterapią jest częstym, potencjalnie ciężkim i ograniczającym dawkę działaniem niepożądanym wielu chemioterapeutyków . CIPN może utrzymywać się długo po zakończeniu chemioterapii i znacząco obniża jakość życia oraz obciąża finansowo osoby, które przeżyły raka. ESC pozwala na obiektywną ocenę ilościową uszkodzeń małych włókien i jest łatwa do wdrożenia w klinice.

zespół Sjögrena

ESC może pomóc w procesie diagnozy.

Ból neuropatyczny

Ból neuropatyczny objawia się zwykle w przebiegu neuropatii małych włókien . Neuropatia małych włókien jest powszechna i może wynikać z wielu stanów, takich jak cukrzyca , zespół metaboliczny , choroby zakaźne , toksyny i zaburzenia autoimmunologiczne . Złotym standardem w rozpoznawaniu neuropatii cienkich włókien jako etiologii bólu neuropatycznego jest biopsja skóry . Ocenę sudomotoryczną, dokładną i obiektywną technikę, można uznać za dobre narzędzie przesiewowe w celu ograniczenia biopsji skóry u pacjentów, u których nie jest ona odpowiednia.

ESC oceniano zarówno pod kątem wczesnej diagnozy neuropatii małych włókien, jak i obserwacji skuteczności leczenia w każdym z tych stanów.

Podstawy: gruczoły potowe ekrynowe

Zobacz także gruczoł potowy , gruczoł potowy ekrynowy i autonomiczny układ nerwowy .

Pomiar ESC opiera się na specyfice najbardziej zewnętrznej warstwy ludzkiej skóry , warstwy rogowej naskórka (SC), która składa się z lipidowej matrycy korneocytów poprzecinanej przydatkami skóry (gruczołów potowych i ich mieszków włosowych ). Widzieć.

Według Czizmadzżewa warstwa rogowa naskórka izoluje elektrycznie przed napięciem stałym poniżej 10 V i tylko jej przydatki są przewodzące.

W bezwłosej skórze, takiej jak dłonie i podeszwy stóp, w kontakcie z elektrodami , gruczoły potowe ekrynowe są głównymi ścieżkami przewodzącymi.

Te gruczoły potowe są unerwione przez współczulny autonomiczny obwodowy układ nerwowy . Według Sato, zarówno neurony adrenergiczne , jak i cholinergiczne -muskarynowe uczestniczą w następujących proporcjach fizjologicznych: adrenergiczny 2/7 i cholinergiczny 5/7.

Cechą charakterystyczną autonomicznych współczulnych włókien nerwowych , które unerwiają gruczoły potowe, jest to, że są one długie ( nerwy pozazwojowe zaczynają się w rdzeniu kręgowym i mogą kończyć się na dłoni lub podeszwie), cienkie, niemielinizowane lub cienko mielinowane włókna C. Ze względu na te cechy są podatne na uszkodzenia na wczesnym etapie wielu procesów neuropatycznych; ocena funkcji lub dysfunkcji nerwów gruczołów potowych może zatem być stosowana jako substytut uszkodzeń wyrządzanych nerwom czuciowym małego kalibru w neuropatii.

Stymulacja funkcji potu

Zobacz funkcję sudomotoryczną .

Fizjologiczny

Podczas normalnej funkcji fizjologicznej aktywacja ekrynowych gruczołów potowych rozpoczyna się od bodźca „ chemicznego ”. Na przykład w szlaku cholinergicznym (szlaku dominującym) prowadzi to do następującej sekwencji lub kaskady aktywacji:

1. Neuroprzekaźnik acetylocholina wiąże się z odpowiadającym mu muskarynowym receptorem cholinergicznym na komórkach błonowych ściany gruczołu potowego;
2. To aktywuje białka G sprzężone z neuroreceptorem ;
3. Białka G lub ich wewnątrzkomórkowe przekaźniki modulują następnie kanały jonowe , tworząc strumień jonów przez błonę;
4. Powoduje to polaryzację dławika do napięć około 10 mV i zawsze mniej niż 100 mV różnicy potencjałów elektrycznych między dwiema stronami ściany dławika

Techniczny

W celu pomiaru przewodnictwa elektrochemicznego skóry gruczoły potowe są aktywowane bodźcem „elektrycznym”. Przyłożone napięcie bezpośrednio polaryzuje dławik przy napięciach od 100 mV do 1000 mV. To indukuje strumienie jonów przez ścianę gruczołu, w zależności od elektrochemicznego gradientu jonów. Ponieważ zastosowany prąd jest wysoki w porównaniu z prądem fizjologicznym, test można porównać do „testu wysiłkowego” gruczołów potowych.

W rzeczywistości mocne przyłożenie dłoni i stóp do elektrod blokuje fizjologiczne pocenie się, a środek aktywny wydobywa jony elektroaktywne (tj. chlorek w pobliżu anody, proton w pobliżu katody) i przyciąga je w kierunku elektrod.

Alternatywne metody i technologie

Dostępnych jest kilka innych testów klinicznych do oceny czynności sudomotorycznej i/lub małych włókien i/lub neuropatii obwodowej lub sercowej. Mogą one wykorzystywać cel pomiarowy inny niż gruczoły potowe i/lub alternatywne metodologie.

Aby zapoznać się z testami sudomotorycznymi, zobacz Funkcja Sudomotoryczna ; szczegółowe oceny kliniczne obejmują:

• współczulna odpowiedź skórna (SSR), zdefiniowana jako zmiana potencjału elektrycznego skóry spowodowana współczulnym odpływem sudomotorycznym,
• Ilościowe badanie odruchu sudomotorycznego (QSART)
• Urządzenie medyczne o nazwie Neuropad, które mierzy wydzielanie potu na podstawie zmiany koloru związku kobaltu II z niebieskiego na różowy w celu uzyskania kategorycznego wyniku, półilościowego,
• Reakcja przewodnictwa skórnego (SCR) lub aktywność elektrodermalna (EDA).