La disfunción endotelial se asocia con numerosos estados de enfermedad y es predictivo de eventos cardiovasculares adversos en los seres humanos. Vasodilatación mediada por flujo (DMF) es un método de ultrasonido no invasivo de evaluación de la función endotelial. Opciones metodológicas y la experiencia del operador pueden afectar los resultados. Un enfoque sistemático para la fiebre aftosa en los estudios en humanos se discute aquí.
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Artículo de método
Evaluación ecográfica de dependiente del endotelio vasodilatación mediada por flujo de la arteria braquial en Investigación Clínica
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Resumen
Resumen
El endotelio vascular es una monocapa de células que cubren el interior de los vasos sanguíneos y proporcionar tanto funciones estructurales y funcionales. El endotelio actúa como una barrera, evitando la adhesión y la agregación de leucocitos, así como el control de la permeabilidad a los componentes del plasma. Funcionalmente, el endotelio afecta tono de los vasos.
La disfunción endotelial es un desequilibrio entre las especies químicas que regulan tono de los vasos, thombroresistance, la proliferación celular y la mitosis. Es el primer paso en la aterosclerosis y se asocia con enfermedad arterial coronaria, enfermedad arterial periférica, la insuficiencia cardiaca, la hipertensión y la hiperlipidemia.
La primera demostración de la disfunción endotelial involucrado infusión directa de la acetilcolina y la angiografía coronaria cuantitativa. La acetilcolina se une a los receptores muscarínicos en la superficie de las células endoteliales, lo que lleva a un aumento del calcio intracelular y el aumento de NIóxido tric (NO). En sujetos con un endotelio intacto, se observó vasodilatación mientras que los sujetos con daño endotelial experimentaron vasoconstricción paradójica.
Existe un método no invasivo, para medir in vivo la función endotelial en arterias periféricas utilizando de alta resolución en modo B de ultrasonido. La función endotelial de las arterias periféricas está estrechamente relacionada con la función de la arteria coronaria. Esta técnica mide el cambio de diámetro por ciento en la arteria braquial durante un periodo de hiperemia reactiva después de la isquemia de las extremidades.
Esta técnica, conocida como dependiente del endotelio, la vasodilatación mediada por flujo (FMD) tiene valor en entornos de investigación clínica. Sin embargo, una serie de cuestiones fisiológicas y técnicas puede afectar la exactitud de los resultados y las directrices apropiadas para la técnica se han publicado. A pesar de las directrices, la fiebre aftosa sigue siendo en gran medida depende del operador y presenta una curva de aprendizaje empinada.En este artículo se presenta un método estandarizado para medir la fiebre aftosa en la arteria braquial en el brazo superior y ofrece sugerencias para reducir la variabilidad intra-operador.
Introducción
El endotelio vascular humano proporciona funciones estructurales y funcionales en el cuerpo. En las secciones histológicas, el endotelio parece pequeña, que comprende una capa delgada de células de 1-2 micras de espesor sentado encima de una capa de células musculares lisas (medios de comunicación) y una capa gruesa de tejido conectivo (la adventicia). Tomado como un todo, el endotelio ofrece un área amplia para el intercambio de información entre la sangre y el tejido del músculo liso vascular. Según una estimación, un área de sección transversal de 700 m 2 y una masa de 1.000-1.500 gramos en un hombre de 70 kg, es comparable en masa al hígado 1. Un endotelio sano permite mecánico para la transducción de señal química para mantener la homeostasis del vaso sanguíneo. La disfunción endotelial es un desequilibrio de estos mediadores y el primer paso en la enfermedad vascular, presente antes de la evidencia histológica de la aterosclerosis. Un método no invasivo, in vivo para cuantificar la función vasodilatadora de los humanosexiste arteria. Este método, dependiente del endotelio, la vasodilatación mediada por flujo (FMD) es ampliamente utilizado en los ensayos clínicos.
El endotelio actúa como un componente estructural de la vasculatura y fabrica componentes de la matriz extracelular, tales como fibronectina y glicosaminoglicanos 2. Cambios a largo plazo en el flujo sanguíneo y una lesión aguda en la arteria pueden conducir a cambios estructurales. Funcionalmente, las células endoteliales vasculares participan en la regulación de tono de los vasos, procesos inflamatorios, antitrombótico y anticoagulante. Las células endoteliales afectan vasoconstricción a través de la endotelina, mientras que la vasodilatación es mediada por el óxido nítrico (NO), prostaciclina, y factor de hiperpolarización endotelial derivado (EDHF) 3-6.
La disfunción endotelial es una alteración de cualquiera de estos mediadores y el primer paso en la aterosclerosis. No es sorprendente, como un mecanismo de la enfermedad, se asocia con un número de clínicamente importantecondiciones tales como la enfermedad de la arteria coronaria, la hipertensión y la diabetes mellitus 11.7. Es importante destacar que la disfunción endotelial puede ser observado en individuos sin enfermedad cardiovascular diagnosticada y es predictivo de eventos cardiovasculares futuros 7,12,13. Una medida de la disfunción endotelial, en combinación con la puntuación de Framingham, puede proporcionar información pronóstica adicional por encima ya sea medida por sí sola 14.
Medidas de la disfunción endotelial puede implicar la infusión directa de un agente farmacológico. Intercoronaria infusión de acetilcolina, por ejemplo, combinado con la angiografía cuantitativa demuestra la vasodilatación en sujetos con un endotelio intacto. Sin embargo, los individuos con experiencia daño endotelial vasoconstricción paradójica. 15 En las arterias periféricas, la infusión de un agente farmacológico con medición de flujo por pletismografía calibre-deformación es posible 16.
Agentes que afectan directamente el endotelio y provocar una señal química se denominan vasodilatadores dependientes del endotelio. La acetilcolina, por ejemplo, actúa sobre los receptores muscarínicos en las células endoteliales, lo que lleva a un aumento de la concentración de calcio intracelular, la activación de la sintasa de óxido nítrico y la vasodilatación. Agentes que afectan la vasodilatación sin afectación del endotelio se llaman agentes independiente del endotelio. La nitroglicerina, por ejemplo, se activa la adenilato ciclasa soluble y cíclico de guanosina-3 ', - 5'-monophasphate (cGMP) que media la vasodilatación en la pared del vaso a través de la regulación de proteínas quinasas concentraciones de calcio intracelular 17.
Hay un método no invasivo, in vivo para cuantificar la disfunción endotelial introducido por Celermajer y asociados llamado "mediada por flujo, la vasodilatación dependiente del endotelio" (FMD) 18. En pocas palabras, los cambios de flujo sanguíneo arterial tensión de cizallamiento abierta sensible ion ChanNels en el endotelio. La señal se tranduced través de una cascada de segundo mensajero y activa la sintetasa del óxido nítrico endotelial (eNOS), la generación de NO. Esta especie se difunde a través de la membrana celular a las células musculares lisas (SMC) vecinos. Dentro de la SMC, la señal se transduce, la reducción de la concentración de calcio intracelular y afectando vasorrelajación 19. El diámetro del lumen de la arteria aumenta, llevando a un aumento en el flujo sanguíneo consistentes con la ecuación de Hagen-Poiseullie. El efecto de la fiebre aftosa puede ser abolida con la administración de un inhibidor de la sintasa de NO, tales como mono-metilarginina (L-NMMA) 20.
Celermajer et al. Trabajo innovador ha permitido el uso de alta resolución en modo B de ultrasonido para evaluar el cambio en el diámetro de la arteria durante la hiperemia reactiva que sigue a la isquemia. En esta técnica, un sujeto humano descansa en posición supina y el diámetro de la arteria braquial se mide en un plano longitudinal. A sangre pressure manguito se utiliza para producir la isquemia en la extremidad. Después de la liberación de manguito de presión arterial el diámetro de la arteria se mide de nuevo. El rápido cambio en la tensión de corte es el estímulo para la vasodilatación mediada por NO. Una simple ecuación describe el cambio en el diámetro con respecto al diámetro de línea de base (Ecuación 1). Una discusión completa de los parámetros de esta ecuación de diámetro, la hiperemia y la línea de base, se puede encontrar en el Protocolo y los resultados de las secciones.
En varios estudios, el porcentaje de la fiebre aftosa se ha encontrado para predecir eventos cardiovasculares en pacientes con enfermedad cardiovascular establecida 21-24. Una correlación entre braquial por ciento de las arterias de la fiebre aftosa y la fiebre aftosa de la arteria coronaria se estableció por Anderson et al., Demoniostrating un vínculo entre las mediciones periféricas y los cambios isquémicos clínicamente más relevantes para el corazón 25. La fiebre aftosa no demuestra la vasodilatación máxima del buque. Para evaluar esto, la fiebre aftosa puede ser seguido por dependiente del endotelio, la vasodilatación mediada por nitroglicerina del mismo recipiente.
Hay cuestiones técnicas que afectan a la medida del porcentaje de la fiebre aftosa. Desde la introducción de la técnica, varios estudios mostraron un alto grado de intrasujeto y entre operadores variabilidad 26. Se ha demostrado que los factores fisiológicos tales como el consumo de cigarrillos, medicamentos antihipertensivos, hora del día, y el estado de ayuno afectan ciento de la fiebre aftosa. Asimismo, se ha demostrado decisiones técnicas, tales como la posición del manguito con relación al sitio de la medición y la duración de la oclusión para afectar a la medición 27,28. Se han publicado directrices que describen el consenso actual y permite la estandarización de la técnica entrelaboratorios 19,29.
A pesar del consenso en evolución de la técnica, la vasodilatación mediada por el flujo sigue siendo en gran medida depende del operador con una larga curva de aprendizaje. Corretti, por ejemplo, recomienda el ecografista completos 100 barridos bajo la supervisión de un investigador experimentado antes de operar de forma independiente. Para mantener un nivel de conocimientos adecuado, se recomienda el técnico completos 100 exploraciones anuales. Para los investigadores con una pequeña muestra de la población y los recursos limitados, la curva de aprendizaje presenta una barrera de entrada. En este artículo se va a demostrar un método para la vasodilatación mediada por flujo de la arteria braquial en el brazo superior y ofrecer sugerencias técnicas para reducir la variabilidad intra-operador.
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Protocolo
En el siguiente procedimiento, desarrollado como parte de un estudio iniciado por el investigador, fue revisado y aprobado por la Universidad de California, San Francisco (UCSF) Comisión de Investigación Humano (CDH) y todos los participantes dieron su consentimiento informado.
1. Equipos
- Utilice un sistema de captura de imágenes EKG cerrada para registrar y analizar la fiebre aftosa. Conecte un ultrasonido Philips HD11 a un PC de escritorio.
- Conecte una señal de vídeo de la ecografía con una tarjeta especial de frame-grabber en el PC.
- Relé una señal de audio desde el ultrasonido a un módulo de gating EKG que amplifica la señal. Llevar a la señal amplificada a la PC, para permitir que el software de captura de imagen para identificar y grabar imágenes en un punto constante en el ciclo cardiaco. Generar la señal de la fuerte desviación de la onda R en el ECG.
- Utilice un transductor lineal de 5-12 MHz para optimizar la resolución en la profundidad de la arteria braquial.
2.Asunto Preparación
- Asegúrese de que los participantes rápido y evitar el ejercicio durante 8 horas antes del examen, así como evitar la cafeína o la nicotina durante al menos cuatro cuatros. Asegúrese que los participantes eviten medicamentos que afectan el tono vascular o el gasto cardíaco durante cuatro vidas medias.
NOTA: dieta, medicamentos, y hora del día puede afectar los resultados. - Llevar a cabo el examen en una habitación tranquila y oscura a 21 ° C. Al llevar a cabo estudios longitudinales, mantenga repetir exámenes a la misma hora del día.
3. medidas basales
- Pida al sujeto que se encuentran en posición supina sobre una mesa de examen. Adjuntar un ECG de 3 derivaciones en una posición estándar. Abordar cualquier problema ortopédico para garantizar que el sujeto se sienta cómodo y se abstengan de movimiento durante el examen.
- Permitir que el sujeto en reposo durante 10 min antes del comienzo del examen. Después de 5 min de reposo, medir la presión de la sangre del sujeto por un, monitor de presión arterial no invasivo oscilométrico.
- Aplicar a 5 cm aurniquet manguito ya sea en una posición proximal o distal para demostrar la técnica superior del brazo.
- Extiende el brazo del sujeto lateralmente y mantener a nivel del corazón.
- Dependiendo de las preferencias del operador, utilizar una tabla y una almohada para limitar el brazo del sujeto.
- Coloque el brazo del operador en una posición que se resiste a la fatiga y proporciona soporte para la muñeca. Trate de minimizar la extensión de la muñeca y el antebrazo mantener en la posición neutral anatómica.
- Llevar a cabo un análisis de la sección transversal de la arteria braquial, a partir de la inserción del bíceps y procediendo proximalmente. Utilice imágenes de flujo de color para verificar la arteria braquial y para localizar los vasos colaterales que pueden servir como puntos de referencia.
- Cuando se encuentra una posición adecuada, girar la sonda 90 ° de modo que el borde proximal aparece a la izquierda de la pantalla del ultrasonido. Posición en la arteria mediante la práctica sustancial y un toque delicado de mantener. Verify la orientación empujando el tejido cerca del borde distal. Marcar la piel del sujeto a lo largo del borde distal de la sonda.
- Alinear el ajuste de enfoque de la sonda con la profundidad o "lejos" de la pared de la arteria braquial para mejorar la resolución lateral de la imagen. Variar configuración de la sonda sobre la resolución axial con una mayor frecuencia mejorar la resolución axial.
- Ajuste el ángulo de la sonda para optimizar la resolución de contraste tanto de la cerca y lejos de las paredes. Pequeños cambios en el ángulo pueden resultar en un mejor contraste. Calcula el ángulo con un simple transportador si los exámenes se realizan en serie sobre el tema.
- Para asegurar mediciones de calidad, asegúrese de que el buque está en posición horizontal y alineado con el eje longitudinal. Hacer pequeños cambios en la presión (escora de un borde de la sonda) para ayudar a alinear la arteria. En general, mantener la luz de presión para ayudar a prevenir la fatiga del operador.
- Cuando optimizado, asegúrese de que las "líneas dobles de Pignoli" se puede ver in ambas paredes, correspondiente al espesor de la íntima-media. Utilice los ajustes de ganancia para reducir el eco en la luz del vaso. Deje por lo menos 2 cm de grosor íntima-mediato (IMT) en ambos lados para mediciones precisas de diámetro.
4. medidas basales
- Registre la velocidad de la línea de base se utiliza el modo Doppler 2D. Coloque las puertas de la muestra en el medio de la luz y mantener un ángulo de 60 ° insonación. Recoge 60 seg de datos.
5. Oclusión Fase
- Inflar el manguito a 50 mm Hg por encima de la presión sanguínea sistólica del sujeto. El uso de un manguito del torniquete 5 cm sobrestimará la presión sistólica. Utilice el modo Doppler 2D para verificar la oclusión.
- Use un temporizador para hacer un seguimiento de la duración de la oclusión como muchos manguitos de presión arterial a perder lentamente la presión durante 5 min. Utilice el modo Doppler 2D para verificar la oclusión completa.
- Después de las 4:30 de la oclusión, colocar la puerta 2D-Doppler ligeramente superficial a la longitudinaleje de la arteria. Ajustar la escala vertical para tener en cuenta las velocidades de 2-3 veces más altas que la línea de base.
- Ajuste la configuración de software de captura de imágenes para 3:10 de la grabación.
- Comience a grabar 10 segundos antes de la liberación del manguito para capturar el momento de la liberación del manguito, un parámetro importante en la medición de tiempo hasta el pico de diámetro durante el análisis de datos.
6. hiperemia
- Suelte el puño. A medida que la arteria puede cambiar superficialmente después de la liberación del manguito, hacer pequeños cambios en la posición de la sonda mientras se escucha para la amplificación del sonido para ayudar a compensar el cambio. Volver a colocar la puerta de la muestra Doppler y el ángulo de insonación si los cambios arteriales.
- Después de 30 segundos de grabación de la velocidad, cambiar el ultrasonido para B-Mode.
- Puesto que es común para la sonda se deslice proximalmente durante un examen, utilizar vasos hitos o la marca en la piel de los sujetos para verificar la posición de la sonda. Esta fase del examen es fundamental para la obtención precisaresultados.
- Ajuste la posición de la sonda o el ángulo para optimizar el IMT en ambas paredes como los pequeños cambios pueden mejorar sustancialmente la imagen. Registre el diámetro de 3 min.
- Si se planean repetir las mediciones, utilizar la marca en la piel del sujeto para registrar la distancia de la fosa antecubital. Pida al sujeto que doblar el brazo 90 ° y marcar el pliegue. Mida desde esta línea a la línea de anteriores.
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Resultados
Las variables clave de la vasodilatación mediada por flujo se muestran en la Tabla 1.
| Variable | Descripción |
| El promedio de velocidad (cm / seg) | La velocidad de la sangre arterial media en el medio 50% de la luz durante un ciclo cardíaco estimado a partir de formas de onda Doppler espectral, proporcional al flujo sanguíneo e inversamente proporcional al área de... |
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Discusión
La disfunción endotelial es un desequilibrio en los mediadores químicos que afectan tono de los vasos y un paso temprano en el desarrollo de la aterosclerosis. La medición de la reactividad de una arteria es una forma de evaluar el estado de estas vías químicas. Existen Ambos métodos directos e indirectos de la evaluación de la reactividad de los diferentes lechos vasculares, que van desde la infusión directa de un agonista endotelio en la circulación coronaria a, análisis de forma de onda de pulso no invasiva en el ded...
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Desde el Integrated Vascular Fisiología y Terapéutica Experimental (viperx) Laboratorio, esta labor fue apoyada con fondos del Departamento de Cirugía de la Universidad de California, San Francisco y el Instituto del Norte de California para la Investigación y la Educación. El proyecto descrito fue apoyado por el premio número KL2RR024130 del Centro Nacional de Recursos para investigación. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente las opiniones oficiales del Centro Nacional de Recursos para investigación o los Institutos Nacionales de Salud.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Ultrasonido Philips HD 11XE | Transductor de matriz lineal Philips Healthcare | ||
| 5-12 MHz | Gel de ultrasonido Philips Healthcare | L12-5 | |
| Herramientas de investigación vascular de Parker Laboratories | |||
| Windows XP | Microsoft, Inc | ||
| Manómetro aneroide de mano | Welch Allyn | DS66 |
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