Endotheliale/vasculaire veroudering en atherogenese zijn belangrijke mechanismen die de ontwikkeling van hart- en vaatziekten bevorderen. Het huidige protocol beschrijft methoden om arteriële stijfheid, endotheeldisfunctie en atherogenese te evalueren bij patiënten met gerelateerde risicofactoren, die zeer waardevol zijn in het cardiovasculaire onderzoeksveld.
Methodenartikel
Pulsgolfsnelheid, stroomgemedieerde dilatatie en dikte van de intima-media van de halsslagader om het cardiovasculaire risico te beoordelen bij de bevolking met metabool syndroom
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Pulsgolfsnelheid (PWV), flow-gemedieerde dilatatie (FMD) en carotis intima-media dikte (CIMT) zijn gevestigde methoden die worden gebruikt in onderzoek en klinische omgevingen om arteriële stijfheid, endotheelfunctie en subklinische atherogenese te beoordelen. Deze metingen kunnen een weerspiegeling zijn van vaatziekten en atherosclerotische progressie, die belangrijke oorzaken zijn van nadelige cardiovasculaire gebeurtenissen. Deze methoden zijn bijzonder waardevol bij het bepalen van cardiovasculaire disfunctie bij populaties met verschillende risicofactoren, zoals diabetes mellitus, hypertensie en andere aan metabole disfunctie gerelateerde aandoeningen. Ze bieden een niet-invasieve en betrouwbare bron van informatie die een aanvulling vormt op de klinische praktijk. Vroege opsporing, risicobeoordeling en therapeutische beslissingen met betrekking tot hart- en vaatziekten kunnen worden bereikt, wat uiteindelijk bijdraagt aan betere resultaten voor de patiënt. Traditionele instrumenten voor het evalueren van hart- en vaatziekten onthullen niet of het metabool syndroom vroege subklinische hart- en vaatziekten bij patiënten met obesitas beïnvloedt. Recent onderzoek heeft het belang benadrukt van het opnemen van arteriële stijfheid en endotheelfunctie in een uitgebreide cardiovasculaire beoordeling. Daarom is het doel van de huidige studie om methoden te beschrijven die informatie verstrekken over vroege subklinische vasculaire veroudering, endotheeldisfunctie en atherogene ziekte, waardoor vasculairgerichte risicostratificatie mogelijk wordt tussen populaties met obesitas en verschillende metabole profielen.
Inleiding
Obesitas is wereldwijd een groot gezondheidsprobleem vanwege de bijbehorende complicaties, zoals hypertensie, dyslipidemie, leverziekte, atherosclerose, insulineresistentie en diabetes mellitus type 2 (T2DM), evenals een verhoogd risico op hart- en vaatziekten (HVZ)1.
De constellatie van deze aandoeningen, bekend als metabool syndroom (MS), is naar verluidt een belangrijke oorzaak van de pathogenese van hart- en vaatziekten, een van de belangrijkste doodsoorzaken, goed voor tot 30% van alle sterfgevallen wereldwijd. Zwaarlijvige personen hebben een hogere behoefte aan zuurstof en voedingsstoffen door het hele lichaam als gevolg van een verhoogde vraag naar bloedtoevoer, wat leidt tot aanzienlijke hemodynamische veranderingen. Deze veranderingen kunnen leiden tot een verminderde beschikbaarheid van stikstofmonoxide (NO), verhoogde oxidatieve stress en vasculaire endotheeldisfunctie 3,4,5.
Atherosclerotische ziekten zijn belangrijke cardiovasculaire aandoeningen en vormen wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak. Dit is een klinische manifestatie van meerdere mogelijke factoren, waaronder genetische en omgevingsfactoren6. Van mensen met metabole afwijkingen, zoals insulineresistentie of prediabetes, is aangetoond dat ze een significant hogere prevalentie en incidentie van coronaire atherosclerose hebben dan gezonde mensen. Bovendien zijn verstopte bloedvaten met zeer lipide plaque gevonden zelfs vóór het optreden van klinische manifestaties van metabole disfunctie 7,8,9,10.
Arteriële stijfheid, endotheeldisfunctie en atherogenese zijn beschreven als belangrijke factoren bij de ontwikkeling van hart- en vaatziekten. Deze processen houden verband met vasculaire veroudering en atherogene plaquevorming in kritieke bloedvaten zoals kransslagaders, halsslagaders of slagaders van ledematen. Translationeel onderzoek heeft aangetoond dat arteriële stijfheid, endotheeldisfunctie en atherogenese verband houden met veel voorkomende vasculaire schade veroorzaakt door chronische ontsteking, lagere NO-productie en oxidatieve stress11,12.
Meting van de snelheid van de halsslagader-femorale pulsgolf (cfPWV) is de gouden standaardmethode om arteriële stijfheid te meten. cfPWV kan worden gemeten met behulp van een halsslagadertonometer gelijktijdig met een beenmanchet om bloeddrukgolfvormen op de halsslagader- en femurplaatsen vast te leggen. Vervolgens kan software snelheidsberekeningen uitvoeren door D/Δt te berekenen, waarbij D de transitafstand is tussen de halsslagader en de femurpulsplaatsen, en Δt de tijdvertraging is van de piek-ECG R-golf tot de voet van de overeenkomstige drukgolfvorm tussen de halsslagader- en femurgolfvormen. Verhoogde stijfheid van centrale slagaders, zoals de aorta, veroorzaakt een hogere snelheid van de uitgeworpen puls van de linkerventrikel door de slagaders, evenals een snellere terugkeer van de gereflecteerde druk, met als gevolg een verhoging van de druk tijdens het uitwerpen van de linkerventrikel, wat mogelijk de perfusie van de kransslagader vermindert. Daarom kan cfPWV nuttig zijn als marker van coronaire hartziekte, beroerte en hart- en vaatziekten13,14.
Evenzo is pulsgolfanalyse (PWA) een niet-invasieve vasculaire parameter die de kenmerken van centrale drukgolven beoordeelt, waarbij de systolische en diastolische bloeddruk van de aorta de belangrijkste variabelen zijn. Door arteriële stijfheid en elastische compliantie te meten, weerspiegelt PWA de arteriële rekbaarheid, die nauw verband houdt met het cardiovasculaire risico. Deze methode maakt het mogelijk om parameters zoals de Augmentation Index te meten, die de mogelijkheid heeft om de ernst van cardiovasculaire en coronaire hartziekten te voorspellen. De augmentatie-index kan als volgt worden beschreven: een vroege invallende arteriële golf wordt geproduceerd na het uitwerpen van de linkerventrikel, met een daaropvolgende gereflecteerde golf die afkomstig is uit de periferie. De snelheid van deze golven neemt toe volgens de arteriële stijfheid, en als de gereflecteerde golf vroeg bij de centrale aorta aankomt, zal de systolische druk van de aorta toenemen. Dit staat bekend als Augmented Pressure (AP), terwijl het percentage ten opzichte van de pulsdruk bekend staat als de Augmentation Index. PWA kan worden gemeten door middel van de applanatietonometriemethode, waarbij een lichte compressie van de armslagader wordt uitgevoerd, zodat de transmurale druk nul is. Op dit punt kan de gemiddelde arteriële druk worden gemeten. Na het schalen van de arteriële drukgolfvorm, wordt het systolische deel van de AP-golfvorm geanalyseerd, waarbij ook rekening wordt gehouden met biometrische en demografische gegevens 15,16,17. Met name de applanatietonometriemethode (SphygmoCor) heeft een acceptabele herhaalbaarheid en significante correlatie aangetoond met invasieve aortakatheterisatie bij het bepalen van aorta-PWV, evenals een goede overeenstemming met de richtlijnen van de Artery Society 18,19,20.
Andere vasculaire tests zoals flow-gemedieerde dilatatie (FMD) en carotis intima-media dikte (CIMT) vertegenwoordigen niet-invasieve technieken die worden uitgevoerd door echografie met lineaire transducers. Deze beoordelingsprocedures zijn nuttig voor het evalueren van de vasculaire gezondheid, met name endotheeldisfunctie en subklinische atherogenese. Beiden hebben aangetoond dat ze prognostisch vermogen hebben voor cardiovasculaire gebeurtenissen. FMD wordt algemeen beschouwd als een weerspiegeling van endotheelafhankelijke arteriële functie, voornamelijk gemedieerd door stikstofmonoxide. Het dient als een surrogaatmarker voor vasculaire gezondheid en is niet-invasief gebruikt om proefpersonengroepen te vergelijken en de effecten van interventies op individuen te beoordelen21.
Het doel van de huidige studie is het beschrijven van het gebruik van methoden die de bepaling van markers opleveren die vroege subklinische vasculaire veroudering, endotheeldisfunctie en atherogene ziekte weerspiegelen. Dergelijke informatie maakt risicostratificatie mogelijk tussen populaties met obesitas en verschillende metabole profielen. Deze methoden kunnen nuttig zijn om cardiovasculaire schade en prognose te bepalen, en om vasculaire en atherogene reacties op farmacologische en niet-farmacologische interventies te evalueren, met name bij populaties met metabole risicofactoren.
Protocol
De institutionele commissie voor onderzoeksethiek van het Nationaal Medisch Centrum "20 de Noviembre" ISSSTE heeft dit protocol goedgekeurd (ID nr. 386.2013). Alle ingeschreven patiënten gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming. De details van de apparatuur en software die in dit onderzoek zijn gebruikt, staan vermeld in de materiaaltabel.
Inclusie-/exclusiecriteria voor patiënten:
In aanmerking komende patiënten waren ouder dan 18 jaar en gediagnosticeerd met morbide obesitas (Body Mass Index [BMI] >40 kg/m² of BMI >35 kg/m² met aan obesitas gerelateerde gezondheidsproblemen, zoals diabetes mellitus, hypertensie of obstructieve slaapapneu/hypopneu) en kandidaten voor bariatrische chirurgie. Patiënten werden uitgesloten als ze gedurende de 6 maanden voorafgaand aan inschrijving gewichtsverlagende therapie hadden gebruikt, significante ontstekingsziekten, ernstige nier- en/of leveraandoeningen, actieve maligniteit, zwangerschap of tekenen van hart- en vaatziekten hadden (ofwel zelfgerapporteerd of gediagnosticeerd met ischemische hartziekte, coronaire hartziekte, myocardiale structurele afwijkingen, hartinterventies of onder behandeling zijn voor een van deze aandoeningen).
1. Evaluatie van het cardiometabool profiel
OPMERKING: De onderzoekssteekproef die voor dit experiment werd gebruikt, bestond uit 21 patiënten met metabolisch gezonde obesitas (MHO) en 25 patiënten met metabolisch ongezonde obesitas (MUO), respectievelijk bepaald door de afwezigheid of aanwezigheid van het metabool syndroom. De deelnemers waren tussen de 43 ± 9 jaar oud, hadden een BMI van 45 ± 7,8 kg/m² en 78% was vrouw. De meest voorkomende comorbiditeiten waren diabetes mellitus type 2, systemische arteriële hypertensie en/of dyslipidemie. De steekproef was bedoeld om op leeftijd te worden afgestemd.
- Evalueer het cardiometabool profiel
- Verkrijg demografische en antropometrische kenmerken, zoals leeftijd, geslacht, lengte, gewicht, chronische ziekten (t2DM, hypertensie, enz.) en geconsumeerde medicijnen. Bereken de BMI door het gewicht te delen door het kwadraat van de lengte. Behaal de tailleomtrek door te meten tussen het onderste punt van de laatste rib en de darmbeenkam.
- Voer routinematige klinische biochemische tests uit, waaronder glucose-, insuline-, leverfunctietests en lipidenprofiel22.
- Wijs patiënten aan als MUO of MHO, afhankelijk van respectievelijk de aan- of afwezigheid van het metabool syndroom.
OPMERKING: Metabool syndroom wordt gediagnosticeerd volgens de NCEP/ATP III-criteria23. Een patiënt wordt gediagnosticeerd met metabool syndroom als deze ten minste drie van de volgende vijf risicofactoren vertoont: - Abdominale obesitas (tailleomtrek >102 cm bij mannen of >88 cm bij vrouwen). (2) Serumtriglyceridenspiegel ≥150 mg/dl (1,7 mmol/l). (3) HDL-cholesterolgehalte <40 mg/dl (1,0 mmol/l) bij mannen of <50 mg/dl (1,3 mmol/l) bij vrouwen. (4) Systolische bloeddruk ≥130 mmHg of diastolische bloeddruk ≥85 mmHg. (5) Nuchtere plasmaglucosespiegel ≥100 mg/dl (5,6 mmol/l).
2. Vasculaire veroudering (arteriële stijfheid)
OPMERKING: Vasculaire veroudering kan worden geëvalueerd in termen van aortastijfheid, die wordt bepaald door de centrale aortapulsdruk en de halsslagader-femorale pulsgolfsnelheid (cfPWV). Tegenwoordig is cfPWV de gouden standaard voor het bepalen van arteriële stijfheid13.
- Beoordeling van de aortadruk
OPMERKING: De beoordeling van de aortadruk wordt uitgevoerd met behulp van een apparaat voor het meten van arteriële golfreflectie en pulsgolfanalyse (PWA), waarop de golfvormparameters van de centrale aortadruk worden bepaald.- Maak een profiel van de patiënt in de apparaatsoftware en voer gegevens in zoals patiënt-ID, naam, geboortedatum, geslacht en lengte.
- Plaats de patiënt ten minste 5 minuten in rugligging voordat u met de beoordeling begint.
- Plaats een brachiale manchet en bevestig deze om de arm van de patiënt, gecentreerd op de armslagader, en zorg ervoor dat het midden van de manchet en het hart zich op hetzelfde niveau bevinden.
- Het apparaat voert automatisch PWA uit. Druk op de startknop . De manchet wordt voor de eerste keer automatisch opgeblazen om de brachiale systolische en diastolische druk te bepalen. Vervolgens zal de manchet leeglopen en weer opblazen om de PWA-golfvorm op te vangen.
- Verkrijg PWA door applanatietonometrie, waarmee perifere pulsen kunnen worden opgenomen en golfvormen van centrale aortadruk kunnen worden gegenereerd. Perifere locaties voor applanatietonometrie zijn onder meer brachiale of radiale slagaders.
- Na het schalen van de arteriële drukgolfvorm, analyseert u het systolische deel van de golfvorm, waarbij u ook rekening houdt met biometrische en demografische gegevens.
OPMERKING: De software berekent op basis van de formule K· Psa· (1 + Ts/Td), waarbij Psa het gebied onder het systolische deel van de curve boven de einddiastolische druk is, Ts en Td de duur van respectievelijk systole en diastole, en K een constante is die gerelateerd is aan slagvolume24,25. - Bereken de augmentatie-index aan de hand van de onderstaande opmerking.
OPMERKING: Een vroege invallende arteriële golf wordt geproduceerd na het uitwerpen van de linkerventrikel, met een daaropvolgende gereflecteerde golf die afkomstig is uit de periferie. De snelheid van deze golven neemt toe volgens de arteriële stijfheid, en als de gereflecteerde golf vroeg bij de centrale aorta aankomt, zal de systolische druk van de aorta toenemen. Dit staat bekend als verhoogde druk, terwijl het percentage ten opzichte van de polsdruk bekend staat als de augmentatie-index (Aix). - Verkrijg een automatisch rapport van de test, met aortaparameters, inclusief gemiddelde centrale drukgolfvorm: SP (systolische druk van de aorta), DP (diastolische druk van de aorta), PP (aortapulsdruk), MAP (gemiddelde arteriële druk) en HR (hartslag); klinische parameters die worden weergegeven in een staafdiagram; evenals Aix.
- Voer cfPWV-bepaling uit door middel van applanatietonometriemethode (SphygmoCor)
- Plaats een femurmanchet zo hoog mogelijk om de dij van de patiënt en zorg ervoor dat de buis gecentreerd is aan de bovenkant van het been.
- Zoek de halsslagaderpols in de nek van de patiënt onder de kaak. Vraag de patiënt om zijn hoofd iets opzij te draaien; Leg indien nodig een kussen onder de nek om ondersteuning te bieden. Zodra de halsslagaderpuls op de sterkst waargenomen plaats is gevonden, plaatst u een indicatorteken op de huid van de patiënt.
- Verkrijg drie metingen. Ten eerste de afstand tussen de halsslagaderpuls en de suprasternale inkeping; ten tweede, de afstand tussen de suprasternale inkeping en de femurmanchet; en tot slot de afstand tussen de dijbeenslagader door het palperen van de pols op de lies van de patiënt en de femurmanchet.
OPMERKING: Alle afstanden moeten in rechte lijnen worden afgelegd (waarbij de lichaamsrondingen van de patiënt worden vermeden) en moeten in millimeters worden ingediend.- Voer vervolgens informatie over de drie afstanden in de cfPWV-software in.
- Plaats de punt van de tonometer op de plaats waar de halsslagaderpuls zich eerder bevond. Druk vervolgens op de START-knop . De sensor detecteert automatisch de halsslagaderpuls en registreert de vorm van de puls zodra een regelmatig patroon is geregistreerd. Het apparaat synchroniseert beide pulsen (halsslagader en femoraal) om de golfpulsen te bepalen en de cfPWV en pulstransittijd te schatten (Figuur 1).
- Zorg ervoor dat de software automatisch snelheidsberekeningen uitvoert door D/Δt te berekenen, waarbij D de transitafstand is tussen de halsslagader en de femurpulsplaatsen, en Δt de tijdvertraging is van de piek-ECG R-golf tot de voet van de overeenkomstige drukgolfvorm tussen de halsslagader- en femurgolfvormen.
- Evalueer een kwaliteitscontroletest, zoals gerapporteerd door het apparaat, om te bepalen of de metingen acceptabel zijn.
NOTITIE: Houd de punt van de tonometer vast als een potlood om maximale stabiliteit te garanderen. Druk- en positie-aanpassingen op de tonometer moeten delicaat en zacht zijn om nauwkeurige metingen te verkrijgen, die worden aangegeven door een groene of gele kleur van een bovenste lijn op het scherm en golfvormen; Anders wordt de kleur rood, wat aangeeft dat er een verlaging van de tonometerdruk nodig is (als de indicator van het drukniveau omhoog gaat) of een verhoging van de tonometerdruk (als de indicator omlaag gaat). De operator moet ervoor zorgen dat er een goed gedefinieerde opwaartse slag is op de halsslagadergolfvormen, aangezien dit een belangrijk kenmerk is dat zal worden gebruikt om de cfPWV te bepalen. Het is belangrijk om het scherm van de computer op een geschikte plaats te plaatsen die de operator kan bekijken voordat de bepaling wordt uitgevoerd. Als het scherm zich op een plaats bevindt waar de operator het moeilijk vindt om te zien, kan dit het vastleggen van gegevens een uitdaging maken. Het apparaat heeft minimaal 10 s consistente gelijktijdige golfvormen van de halsslagader- en femurpulsen nodig en legt de golfvormen automatisch vast; in sommige omstandigheden moet de operator de pulsgolven echter handmatig opvangen (Figuur 2).
3. Endotheeldisfunctie (flow-gemedieerde dilatatie [FMD])
OPMERKING: De Flow Mediated Dilatation (FMD)-test is een niet-invasieve techniek om de vasculaire gezondheid te evalueren; Het is met name nuttig voor het beoordelen van de endotheelfunctie en is beschreven als een nuttig hulpmiddel om toekomstige cardiovasculaire gebeurtenissen te voorspellen21. Het wordt uitgevoerd met behulp van echografie met een lineaire transducer.
- Voer het MKZ-protocol uit volgens de internationale aanbevelingen26. Gebruik een bloeddrukmeter en plaats de manchet om de rechter onderarm.
- Plaats een lineaire transducer met hoge resolutie in B-modus die is gekoppeld aan de compatibele analysesoftware op de armslagader.
- Scan in de lengterichting 5-10 cm boven de elleboog. Verkrijg het duidelijkste B-modusbeeld van de voorste en achterste intimale interfaces en bepaal de diameter van de basisslagader.
- Houd de transducer op hetzelfde punt om de consistentie van de meetplaats te garanderen.
- Sluit gedurende 5 minuten af met behulp van de bloeddrukmanchet en bereik een druk van 30-50 mmHg boven de bepaalde systolische druk.
- Voer na het leeglopen van de manchet een continue opname uit van het longitudinale beeld van de armslagader gedurende 3 minuten en bepaal de diameter opnieuw.
- Bereken FMD als de procentuele verandering ten opzichte van de diameter van het vat vóór het opblazen van de manchet, als volgt: (piekdiameter − basislijndiameter)/basislijndiameter (piekdiameter − basislijndiameter) / basislijndiameter (piekdiameter − basislijndiameter)/ basislijndiameter x 100 (Figuur 3). FMD% meet het vermogen van de slagaders om te reageren met endotheliale stikstofmonoxide-afgifte tijdens reactieve hyperemie (flow-gemedieerd)27.
- Evalueer verder endotheeldisfunctie door plasma-NO (stikstofmonoxide-assaykit, in de handel verkrijgbaar) te bepalen zoals gemeten door enzymgekoppelde immunosorbent-assay.
- Bereid de standaardcurve en monsters voor en voeg ze vervolgens toe aan putjes in de analyseplaat.
- Voeg nitraatreductase en enzymcofactor toe en incubeer gedurende 60 minuten bij kamertemperatuur om nitraat om te zetten in nitriet.
- Voeg versterkers en Griess-reagentia toe; ontwikkel vervolgens gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur, waardoor nitriet kan veranderen in een dieppaarse azochromofoorverbinding, die nauwkeurig NO-hoeveelheden weergeeft.
- Analyseer in een microplaatlezer door te meten met een optische dichtheid van 540 nm.
4. Subklinische atherogenese (dikte van de intima-media van de halsslagader [CIMT])
OPMERKING: Patiënten moeten comfortabel in rugligging worden geplaatst, met het hoofd gedraaid om de halsader en de halsslagader bloot te leggen; Een opgerolde handdoek of kussen onder de nek kan worden gebruikt om de halsslagader beter bloot te leggen.
- Voer het meetprotocol voor de intima-media dikte van de halsslagader (CIMT) uit volgens deskundige consensus28,29 als volgt: breng een ultrasone sonde van 4.0 MHz aan om vasculaire structuren van de nek, zoals de halsslagader en halsader, evenals de schildklier, te identificeren in een dwarse oriëntatie aan de basis van de nek.
- Lokaliseer de rechter halsslagader met behulp van een transversale oriëntatie van de transducer, bewegend in een cephalische richting totdat de halsslagader en de vertakking van de interne en externe halsslagader zijn geïdentificeerd. Draai vervolgens de transducer 90° om een longitudinaal zicht op de halsslagader te krijgen.
- Bepaal de dikte van de intima-media van de halsslagader door de afstand te meten tussen de interfaces intima-lumen en media-adventitia over een afstand van 1 cm distaal van de halsslagader (Figuur 4).
OPMERKING: Het protocol omvat geen follow-up, medicijnen of interventies.
Resultaten
Proefpersonen werden geclassificeerd als MHO en MUO op basis van hun cardiometabolische profielen. De MUO-groep vertoonde een hogere prevalentie van chronische ziekten, zoals systemische arteriële hypertensie, diabetes mellitus type 2 (t2DM) en dyslipidemie. Evenzo vertoonde het MUO-fenotype verhoogde glucose- en HbA1c-spiegels, evenals verschillen in triglyceriden en totaal cholesterol (tabel 1).
Vasculaire veroudering werd vervolgens beoordeeld, als gevolg van arteriële stijfheid en endotheeldisfunctie, bepaald door respectievelijk hemodynamische parameters van de aorta, FMD en stikstofmonoxide (NO). Bovendien werd subklinische atherosclerose geëvalueerd door middel van CIMT-meting (tabel 2).
De MUO-groep vertoonde lagere waarden van FMD (4,87% ± 1,80% vs. 7,32% ± 2,90%, p = 0,001; Tabel 2) en plasma-NO (154,3 μM/L ± 6,15 μM/L vs. 170,6 μM/L ± 4,97 μM/L, p = 0,04; Tabel 2 en Figuur 5) vergeleken met de MHO-groep. Er werden echter geen statistische verschillen gevonden in de hemodynamische parameters van de aorta en CIMT.
Figuur 1: Schematische weergave van de beoordeling van de halsslagader-femorale pulsgolfsnelheid. Deze figuur illustreert de methodologie voor het beoordelen van de halsslagader-femorale pulsgolfsnelheid (PWV), een belangrijke maat voor arteriële stijfheid en cardiovasculaire gezondheid. Carotis tonometrie en bepaling van de femurpols worden afgebeeld als integrale stappen in het arteriële PWV-meetsysteem. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Golfvormen van halsslagaders en femurpulsen bepaald om de snelheid van de halsslagader-femorale pulsgolf te bepalen. Tijd (x-as) en amplitude van de golfvorm (y-as) worden weergegeven. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Flow-gemedieerde dilatatie (FMD). Diameterbeoordeling van de armslagader, ofwel (A) voor of (B) na occlusie van de slagader, om de endotheelfunctie te bepalen door de berekening van de dilatatie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Echografie van de halsslagader om de intima-mediadikte (CIMT) te bepalen. Het is belangrijk om drie metingen uit te voeren vanuit anterieure, laterale en posterieure hoeken. CIMT-bepaling wordt aan beide zijden van de nek van de patiënt uitgevoerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: Endotheelfunctietesten. Vergelijking van flow-mediate dilatatie (FMD, links) en plasma stikstofmonoxide (NO, rechts) tussen MHO- en MUO-patiënten. Metabool syndroom verlaagt de biologische beschikbaarheid van NO aanzienlijk; daarom hebben de slagaders van deze patiënten een verminderd vermogen om te verwijden na stress tijdens de MKZ-test. *P < 0,05. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Metabolisch gezond zwaarlijvig (MHO) | Metabolisch onheilspellend zwaarlijvig (MUO) | P-waarde | |
| n = 21 | n = 25 | ||
| Leeftijd | 43,3 ± 7,63 | 46,7 ± 7,75 | 0.0695 |
| Mannelijk geslacht | 5 (23.8) | 9 (36) | 0.5223 |
| Systemische arteriële hypertensie | 7 (33.3) | 19 (76) | 0.0067* |
| Type 2 Diabetes Mellitus | 1 (4.8) | 17 (68) | <0,0001* |
| Dyslipidemie | 3 (14.3) | 16 (64) | 0.0009* |
| BMI | 46,27 ± 4,86 | 47,61 ± 6,90 | 0.2288 |
| Glucose | 90,59 ± 2,46 | 100,4 ± 3,38 | 0.0273* |
| HbA1c | 5.514 ± 0.10 | 6.186 ± 0.19 | 0.0053* |
| Insuline | 26,68 ± 3,6 | 46,64 ± 9,57 | 0.2723 |
| Triglyceriden | 109,5 ± 7,82 | 197,1 ± 37,15 | 0.0005* |
| Hdlc | 49.86 ±5.38 | 40 ± 1,72 | 0.1163 |
| LDLc | 115,9 ± 7,095 | 115,3 ± 8,23 | 0.7131 |
| Totaal cholesterol | 186,7 ± 6,47 | 167,7 ± 11,84 | 0.0392* |
| Categorische variabelen werden vergeleken door de Fisher exact-test; terwijl kwantitatieve variabelen werden vergeleken door middel van een 2-weg, onafhankelijke U-mann Withney- of T-test, volgens de normaliteitsbeoordeling. Statistische significantie werd overwogen als p<0,05. Afkortingen: BMI; Body Mass Index, HbA1c, geglyceerd hemoglobine A1c | |||
Tabel 1: Baseline-kenmerken van de patiënten. De tabel vergelijkt de basiskenmerken van proefpersonen met MUO (metabolisch ongezonde obesitas) en MHO (metabolisch gezonde obesitas).
| Metabolisch gezond zwaarlijvig (MHO) | Metabolisch ongezond zwaarlijvig (MUO) | p | |
| n = 21 | n = 25 | ||
| Systolische druk aorta (mmHg) | 121,1 ± 3,77 | 119,7 ± 2,93 | 0.9608 |
| Diastolische druk aorta (mmHg) | 79,9 ± 2,56 | 75.96 ± 1.79 | 0.515 |
| AIX (%) | 26 ± 3.16 | 30.08 ± 2.19 | 0.2823 |
| De Snelheid van de impulsgolf (m/s) | 6.089 ± 0.32 | 6.854 ± 0.26 | 0.3154 |
| MKZ (%) & | 7,32 ± 2,90 | 4,87 ± 1,80 | 0.0011* |
| CIMT (mm) | 0,69 ± 0,02 | 0,704 ± 0,03 | 0.933 |
| Stikstofmonoxide (uM/L) | 170,6 ± 4,97 | 154.3 ±6.15 | 0.0443* |
| Kwantitatieve variabelen werden vergeleken door middel van een 2-weg, onafhankelijke U-mann Withney- of T-test, volgens de normaliteitsbeoordeling. Statistische significantie werd overwogen als p<0,05. Afkortingen: AIX – Aorta Augmentation index; MKZ – flow-gemedieerde dilatatie; CIMT – Cartid Intima-Media Dikte. (&) Vanwege het beperkte fysieke gebied in ons laboratorium, werden de getoonde FMD-gegevens verkregen in een zittende positie, wat de FMD-waarde kan veranderen, aangezien FMD-meting in rugligging wordt aanbevolen. | |||
Tabel 2: Evaluatie van cardiovasculair risico. De tabel vergelijkt cardiovasculaire risicofactoren tussen proefpersonen met MUO (metabolisch ongezonde obesitas) en MHO (metabolisch gezonde obesitas).
Discussie
Het aanpakken van de vasculaire gezondheid en het begrijpen en beheersen van cardiovasculair risico zijn essentieel voor de preventie, vroegtijdige interventie en vermindering van de wereldwijde last van hart- en vaatziekten. In dit opzicht biedt het gecombineerde gebruik van methoden om de elasticiteit en compliantie van de arteriële wand te beoordelen (inclusief hemodynamische parameters van de aorta, cfPWV voor arteriële stijfheid en augmentatie-index), endotheliale stikstofmonoxideproductie en atherosclerose een uitgebreidere evaluatie. Deze methoden zijn zeer nuttig voor translationele studies, karakterisering van cardiovasculaire risicofactoren en cardiovasculaire beoordelingen in klinische onderzoeken, waardoor ons begrip van vasculaire gezondheid en de progressie van cardiovasculaire en coronaire hartziekten wordt vergroot30,31.
Flow Mediated Dilation (FMD) is bijvoorbeeld gebruikt om de endotheel- en vasculaire gevolgen veroorzaakt door COVID-19 beter te begrijpen, om endotheeldisfunctie te karakteriseren bij aandoeningen van het immuunsysteem zoals systemische lupus erythematosus, en om te onderzoeken of endotheelschade bijdraagt aan hypertensie en cardiovasculair risico bij hyperurikemie 32,33,34.
Bovendien hebben andere studies de impact onderzocht van aanpassingen van de levensstijl, zoals lichaamsbeweging en veranderingen in het dieet, op arteriële stijfheid, endotheelfunctie en CIMT. Door deze tools te gebruiken, kunnen onderzoekers de werkzaamheid van interventies objectief meten en veranderingen in de arteriële gezondheid in de loop van de tijdvolgen35.
In de huidige studie werden markers die vasculaire veroudering weerspiegelen in populaties met cardiometabool risico vergeleken. Interessant is dat de groep met een hoger cardiometabool risico een significant verminderde endotheelfunctie vertoonde, zoals bepaald door FMD- en NO-niveaus, terwijl er geen verschil werd waargenomen in de progressie van atherosclerose volgens CIMT.
Hier zijn de resultaten van MKZ consistent met bevindingen uit andere onderzoeken36,37, wat de impact van metabool risico op de vasculaire dilatatierespons ondersteunt. Het gebrek aan associatie tussen FMD en CIMT kan worden toegeschreven aan het tijdsverschil tussen endotheeldisfunctie en de daaropvolgende ontwikkeling van vasculaire laesies. Bovendien wordt endotheeldisfunctie waarschijnlijk geassocieerd met ontstekingsreacties, terwijl morfologische veranderingen in de vasculaire structuur in verband kunnen worden gebracht met extracellulaire remodellering38. Dit suggereert dat personen met het metabool syndroom verschillende reacties kunnen vertonen op therapieën die gericht zijn op de vasculaire functie, terwijl de progressie van atherosclerose kan worden beïnvloed door andere factoren. Dit onderstreept het belang van het gebruik van meerdere biomarkers om de algehele vasculaire gezondheid uitgebreid te evalueren.
Er kunnen zich enkele uitdagingen voordoen tijdens metingen van arteriële stijfheid, FMD en CIMT als de apparatuur ontoereikend is of de omgeving niet geschikt is. Voor validatie wordt het evalueren van de variabiliteit tussen waarnemers en binnen waarnemers aanbevolen. Evenzo zijn enkele beperkingen van deze technieken onder meer: (1) de verkregen resultaten kunnen van toepassing zijn op specifieke vasculaire functies en anatomische regio's, en weerspiegelen dus niet de algehele vasculaire gezondheid; (2) de nauwkeurigheid van de maatregelen kan afhangen van de bediener en de resultaten kunnen in de loop van de tijd binnen dezelfde persoon variëren als gevolg van factoren zoals hydratatiestatus, lichaamshouding en recente maaltijden; (3) Hoewel tests kunnen wijzen op de aanwezigheid van arteriële stijfheid, endotheeldisfunctie of versnelde atherogenese, geven ze mogelijk geen inzicht in de onderliggende oorzaken. Bovendien is de vasculaire gezondheid dynamisch en kan deze in de loop van de tijd veranderen, en metingen geven mogelijk niet het volledige cardiovasculaire risicoprofiel van een persoon weer. Doorlopend onderzoek verbetert ons begrip van deze metingen, en verfijningen in meettechnieken en interpretatie zijn nog in ontwikkeling.
Concluderend zijn hemodynamische parameters van de aorta, FMD en CIMT nuttige, niet-invasieve diagnostische hulpmiddelen voor het evalueren van cardiovasculaire gezondheid en ziekten.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
De auteurs danken de steun van Institutioneel Programma E015.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Device for measuring arterial wave reflection and Pulse Wave Analysis | ATCOR | SphygmoCor | Analyzer van pulsgolf voor centrale druk. Het bevat een brachiale manchet en een femorale manchet |
| Microplate reader voor absorbance, Sunrise | Tecan | 30190079 | Detectiemodus: Absorbantie; Golflengtebereik: 340 nm - 750 nm; Filtergolflengte: 405 nm, 450 nm, 492 nm, 620 nm; Plaatformaat 96-well platen |
| Nitric oxide assay kit | Abcam | ab65328 | Nitric Oxide Assay Kit, Colorimetrisch, Abcam Cat. ab65328 voor 96-well platen |
| Portatil echografie om FMD te meten | Sonolife | MED 36-13 | Ultrasonografie lineaire transducer |
| Software voor FMD WirelessUSG | SonoStarMed Technologies | WirelessUSG v. 3.6.52 | Software gebruikt om de arteriële diameter voor FMD te meten |
| Software gebruikt om vasculaire parameters te berekenen uit Waveform Analysis | ATCOR | SphygmoCor XCEL | Software gebruikt om patiëntenprofiel, golfvormanalyse, berekening van PWA, PWV en andere vasculaire parameters te integreren |
| Sphygmomanometer | Homecare | ANEROIDE 1000 | 100% katoenen zelfaanpassende armband met haak, Volwassen arterie-indicator manchet. |
| Echografie om CIMT te meten | Philips | EPIQ7L12-3 Broadband Linear Array Transducer | Lineaire transducer (Broadband Linear Array Transducer) |
Referenties
- Csige, I., et al. The impact of obesity on the cardiovascular system. J Diabetes Res. 2018, 3407306(2018).
- McAloon, C. J., et al. The changing face of cardiovascular disease 2000-2012: An analysis of the World Health Organization Global Health Estimates data. Int J Cardiol. 224, 256-264 (2016).
- Virdis, A. Endothelial dysfunction in obesity: Role of inflammation. High Blood Press Cardiovasc Prev. 23 (2), 83-85 (2016).
- Medina-Leyte, D. J., et al. Endothelial dysfunction, inflammation and coronary artery disease: Potential biomarkers and promising therapeutical approaches. Int J Mol Sci. 22 (8), 3850(2021).
- Mikael, L. R., et al. Vascular aging and arterial stiffness. Arq Bras Cardiol. 109 (3), 253-258 (2017).
- Liang, Y., et al. The Mechanisms of the development of atherosclerosis in prediabetes. Arq Bras Cardiol. 22 (8), 4108(2021).
- Açar, B., et al. Association of prediabetes with higher coronary atherosclerotic burden among patients with first diagnosed acute coronary syndrome. Angiology. 70, 174-180 (2019).
- Amano, T., et al. Abnormal glucose regulation is associated with lipid-rich coronary plaque: Relationship to insulin resistance. JACC Cardiovasc Imaging. 1, 39-45 (2008).
- Fan, J., Watanabe, T. Atherosclerosis: Known and unknown. Pathol Int. 72 (3), 151-160 (2022).
- Coutinho, M. S. S. A. Abdominal adiposity and intima-media carotid thickness: An Association. Arq Bras Cardiol. 112 (3), 228-229 (2019).
- Zanoli, L., et al. Arterial stiffness in the heart disease of CKD. J Am Soc Nephrol. 30 (6), 918-928 (2019).
- Boutouyrie, P., et al. Arterial stiffness and cardiovascular risk in hypertension. Circ Res. 128 (7), 864-886 (2021).
- Ben-Shlomo, Y., et al. Aortic pulse wave velocity improves cardiovascular event prediction: An individual participant meta-analysis of prospective observational data from 17,635 subjects. J Am Coll Cardiol. 63 (7), 636-646 (2014).
- Butlin, M., Ahmad, Q. Large artery stiffness assessment using SphygmoCor technology. Pulse. 4 (4), 180-192 (2017).
- Choi, J., Kim, S. Y., Joo, S. J., Kim, K. S. Augmentation index is associated with coronary revascularization in patients with high Framingham risk scores: A hospital-based observational study. BMC Cardiovasc Disord. 19 (15), 131(2015).
- Doupis, J., Papanas, N., Cohen, A., McFarlan, L., Horton, E. Pulse wave analysis by applanation tonometry for the measurement of arterial stiffness. Open Cardiovasc Med J. 10, 188-195 (2016).
- Saugel, B., et al. Cardiac output estimation using pulse wave analysis-physiology, algorithms, and technologies: A narrative review. Br J Anaesth. 126 (1), 67-76 (2021).
- Grillo, A., et al. Short-term repeatability of non-invasive aortic pulse wave velocity assessment: comparison between methods and devices. Am J Hypertens. 31 (1), 80-88 (2017).
- Salvi, P., et al. Non-invasive estimation of aortic stiffness through different approaches. Hypertension. 74 (1), 117-129 (2019).
- Milan, A., et al. Current assessment of pulse wave velocity: Comprehensive review of validation studies. J Hypertens. 37 (8), 1547-1557 (2019).
- Thijssen, D. H., et al. Assessment of flow-mediated dilation in humans: A methodological and physiological guideline. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 300 (1), H2-H12 (2011).
- Costa Pereira, L. M., et al. Assessment of cardiometabolic risk factors, physical activity levels, and quality of life in stratified groups up to 10 years after bariatric surgery. Int J Environ Res Public Health. 16 (11), 1975(2019).
- Grundy, S. M., Hansen, B., Smith, S. C. Jr, Cleeman, J. I., Kahn, R. A. Clinical management of metabolic syndrome: Report of the American Heart Association/National Heart, Lung, and Blood Institute/American Diabetes Association conference on scientific issues related to management. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 24 (2), e19-e24 (2004).
- Williams, R. R., Wray, R. B., Tsagaris, T. J., Kuida, H. Computer estimation of stroke volume from aortic pulse contour in dogs and humans. Cardiology. 59 (6), 350-366 (1974).
- Kouchoukos, N. T., Sheppard, L. C., McDonald, D. A. Estimation of stroke volume in the dog by a pulse contour method. Circ Res. 26 (5), 611-623 (1970).
- Corretti, M. C., et al. Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery: A report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force. J Am Coll Cardiol. 39 (2), 257-265 (2002).
- Atkinson, G., Batterham, A. M. The percentage flow-mediated dilation index: A large-sample investigation of its appropriateness, potential for bias and causal nexus in vascular medicine. Vasc Med. 18 (6), 354-365 (2013).
- Touboul, P. J., et al. Mannheim carotid intima-media thickness consensus (2004-2006). An update on behalf of the Advisory Board of the 3rd and 4th Watching the Risk Symposium, 13th and 15th European Stroke Conferences, Mannheim, Germany, 2004, and Brussels, Belgium, 2006. Cerebrovasc Dis. 23, 75-80 (2007).
- Touboul, P. J., et al. Mannheim carotid intima-media thickness and plaque consensus (2004-2006-2011). An update on behalf of the advisory board of the 3rd, 4th, and 5th watching the risk symposia at the 13th, 15th and 20th European Stroke Conferences, Mannheim, Germany, 2004, Brussels, Belgium, 2006, and Hamburg, Germany, 2011. Cerebrovasc Dis. 34, 290-296 (2012).
- Thijssen, D. H. J., et al. Expert consensus and evidence-based recommendations for the assessment of flow-mediated dilation in humans. Eur Heart J. 40 (30), 2534-2547 (2019).
- Lucas-Herald, A. K., Christian, D. Carotid intima-media thickness is associated with obesity and hypertension in young people. Hypertension. 79 (6), 1177-1179 (2022).
- Mansiroglu, A. K., Seymen, H., Sincer, I., Gunes, Y. Evaluation of endothelial dysfunction in COVID-19 with flow-mediated dilatation. Arq Bras Cardiol. 119 (2), 319-325 (2022).
- Sincer, I., et al. Association between serum total antioxidant status and flow-mediated dilation in patients with systemic lupus erythematosus: an observational study. Anatol J Cardiol. 15 (11), 913-918 (2015).
- Sincer, I., et al. Significant correlation between uric acid levels and flow-mediated dilatation in patients with masked hypertension. Clin Exp Hypertens. 36 (5), 315-320 (2014).
- Nakanishi, K., et al. Carotid intima-media thickness and subclinical left heart dysfunction in the general population. Atherosclerosis. 305, 42-49 (2020).
- Klobučar, I., et al. Associations between endothelial lipase, high-density lipoprotein, and endothelial function differ in healthy volunteers and metabolic syndrome patients. Int J Mol Sci. 24 (3), 2073(2023).
- Sandoo, A., et al. The association between functional and morphological assessments of endothelial function in patients with rheumatoid arthritis: a cross-sectional study. Arthritis Res Ther. 15 (5), R107(2013).
- Toyoda, S., et al. Relationship between brachial flow-mediated dilation and carotid intima-media thickness in patients with coronary artery disease. Int Angiol. 39 (5), 433-442 (2020).
Herprints en machtigingen
