Nieinwazyjna procedura oceny funkcji śródbłonka została zademonstrowana za pomocą Endo-PAT 2000.
Artykuł metodologiczny
Nieinwazyjna procedura oceny funkcji śródbłonka została zademonstrowana za pomocą Endo-PAT 2000.
Śródbłonek to delikatna monowarstwa komórek, która wyściela wszystkie naczynia krwionośne i składa się z naczyń włosowatych układu moczowego i limfatycznego. Ze względu na szereg wydzielanych przez siebie czynników parakrynnych, śródbłonek reguluje stan skurczowy i proliferacyjny leżących pod spodem mięśni gładkich naczyń krwionośnych, a także interakcję ściany naczynia z krążącymi elementami krwi. Ze względu na jego centralną rolę w pośredniczeniu w brzmieniu i wzroście naczyń krwionośnych, jego pozycję jako bramy do krążących komórek odpornościowych oraz lokalną regulację hemostazy i krzepnięcia, prawidłowo funkcjonujący śródbłonek jest kluczem do zdrowia układu sercowo-naczyniowego. I odwrotnie, najwcześniejszym zaburzeniem w większości chorób naczyniowych jest dysfunkcja śródbłonka.
W krążeniu tętniczym, zdrowy śródbłonek na ogół wywiera działanie rozszerzające naczynia krwionośne na mięśnie gładkie naczyń krwionośnych. Istnieje wiele metod oceny funkcji śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne. Endo-PAT 2000 to nowe urządzenie, które służy do szybkiej i nieinwazyjnej oceny funkcji środka rozszerzającego naczynia krwionośne śródbłonka. W przeciwieństwie do powszechnie stosowanej techniki ultrasonografii dupleksowej do oceny rozszerzenia naczyń krwionośnych za pośrednictwem przepływu, jest ona całkowicie niezależna od operatora, a sprzęt jest o rząd wielkości tańszy. Urządzenie rejestruje zmiany w cyfrowym kształcie fali impulsu za pośrednictwem śródbłonka, znane jako sygnał PAT (peryferyjny ton tętniczy), mierzone za pomocą pary nowatorskich zmodyfikowanych sond pletyzmograficznych umieszczonych na palcu wskazującym każdej dłoni. Zmiany w sygnale PAT, w których pośredniczy śródbłonek, są wywoływane przez wytworzenie dalszej odpowiedzi przekrwiennej. Przekrwienie jest wywoływane przez zablokowanie przepływu krwi przez tętnicę ramienną przez 5 minut za pomocą nadmuchiwanego mankietu na jednej ręce. Odpowiedź na reaktywne przekrwienie jest obliczana automatycznie przez system. Współczynnik PAT jest tworzony przy użyciu wartości post i pre okluzji. Wartości te są znormalizowane do pomiarów z ramienia przeciwstawnego, które służy jako kontrola niezależnych od śródbłonka skutków ogólnoustrojowych. Przede wszystkim ta normalizacja kontroluje wahania odpływu nerwu współczulnego, które mogą indukować zmiany w tętniczym napięciu tętnic obwodowych, które nakładają się na odpowiedź przekrwioną.
W tym filmie pokazujemy, jak używać Endo-PAT 2000 do przeprowadzenia klinicznie istotnej oceny funkcji środka rozszerzającego naczynia krwionośne.
I.Przygotowanie pacjenta do badania Endo-PAT
II.Przygotowanie systemu Endo-PAT do badań
III.Przeprowadź badanie Endo-PAT
IV.Przegląd i analiza
V.Reprezentatywne wyniki
Reprezentatywny ekran Endo-PAT badania przeprowadzonego na osobie z normalną funkcją rozszerzenia naczyń krwionośnych śródbłonka jest pokazany na rysunku 1. Reprezentatywny ekran badania Endo-PAT przeprowadzonego na osobie z dysfunkcją śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne przedstawiono na rycinie 2.

Rysunek 1: Prawidłowa funkcja rozszerzenia naczyń krwionośnych śródbłonka. Reprezentatywne nagranie osoby z prawidłową funkcją rozszerzenia naczyń krwionośnych śródbłonka, charakteryzującą się wzrostem amplitudy sygnału po zwolnieniu mankietu w stosunku do wartości wyjściowej.

Rysunek 2: Dysfunkcja śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne. Reprezentatywne nagranie osoby z dysfunkcją śródbłonka rozszerzającą naczynia krwionośne
Główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności na całym świecie jest miażdżycowa choroba naczyniowa, prowadząca do udaru, zawału mięśnia sercowego, niewydolności serca, niewydolności nerek, pęknięcia tętniaka lub zatoru, chromania przestankowego i zgorzeli 1,2. Dysfunkcja śródbłonka jest jednym z najwcześniejszych zdarzeń w procesie patofizjologicznym prowadzącym do tych zaburzeń miażdżycowych 3. Ponadto dysfunkcja śródbłonka przyczynia się do postępu choroby, ułatwiając stan zapalny i zakrzepicę. 4-6. Tradycyjne czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego są związane z dysfunkcją śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne 7-11. Dysfunkcję śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne można wykryć u pozornie zdrowych osób, które są zagrożone rozwojem chorób sercowo-naczyniowych 12. Co więcej, stwierdzenie dysfunkcji śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne jest predyktorem poważnych niepożądanych zdarzeń sercowo-naczyniowych, a także śmiertelności 13-16.
Leki rozszerzające naczynia krwionośne uwalniane przez śródbłonek obejmują prostanoidy rozszerzające naczynia krwionośne, takie jak prostacyklina, peptydy, takie jak adrenomedullina i przedsionkowy peptyd natriuretyczny oraz małe cząsteczki, takie jak czynnik hiperpolaryzacyjny zależny od śródbłonka, tlenek węgla i tlenek azotu 17. Ponadto działanie prądów hiperpolaryzacyjnych generowanych w śródbłonku może być przenoszone na leżące poniżej mięśnie gładkie naczyń krwionośnych mniejszych naczyń, rozluźniając je 18. Pośrednią ocenę wytwarzania tych śródbłonkowych czynników rozszerzających naczynia krwionośne można uzyskać, badając reaktywność naczyniową. Najbardziej rozpowszechnioną metodą oceny śródbłonkowej regulacji reaktywności naczyń w sposób nieinwazyjny jest ultrasonografia duplex w celu wykrycia rozszerzenia naczyń krwionośnych tętnicy ramiennej za pośrednictwem przepływu 19.
Siła pociągowa przepływu płynu stymuluje śródbłonek do uwalniania środków rozszerzających naczynia krwionośne, w szczególności tlenku azotu 20. Zjawisko to można zaobserwować za pomocą ultradźwięków w tętnicy ramiennej podczas wzrostu przepływu krwi w przedramieniu wywołanego reaktywnym przekrwieniem 19. Technologia ta jest szeroko wykorzystywana do dokumentowania związku dysfunkcji śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne z czynnikami ryzyka sercowo-naczyniowego; związek dysfunkcji śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne z różnymi biomarkerami, takimi jak peptyd C-reaktywny lub asymetryczna dimetyloarginina (endogenny antagonista syntazy tlenku azotu); oraz korekta funkcji śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne poprzez modyfikację odżywiania i stylu życia, a także za pomocą inhibitorów konwertazy angiotensyny, blokerów receptora angiotensyny, statyn, leków uczulających na insulinę lub aspiryny 21-23.
Ocena rozszerzenia naczyń krwionośnych za pośrednictwem przepływu za pomocą USG tętnicy ramiennej wymaga drogiego sprzętu, jest w dużym stopniu zależna od operatora, odpowiedź ma bardzo mały zakres dynamiki, a stosunek sygnału do szumu jest niski. Potrzebne są nowe podejścia do rozwiązywania tych problemów w zakresie oceny funkcji śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne 24. Endo-PAT 2000 to nowe podejście do oceny funkcji śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne w szybki i nieinwazyjny sposób. Technika ta dostarcza wartości do obliczenia wskaźnika reaktywnego przekrwienia (RHI), który wskazuje na funkcję śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne. RHI to stosunek sygnału PAT po okluzji do pre okluzji w ramieniu z okluzją, w stosunku do tego samego stosunku w ramieniu kontrolnym i skorygowany o wyjściowy ton naczyniowy. Badania z użyciem EndoPAT wykazały, że wynik RHI odzwierciedla biodostępność NO25. RHI koreluje z pomiarem funkcji śródbłonka rozszerzającego naczynia krwionośne w tętnicach wieńcowych 26 oraz z FMD ramienia 27. Pacjenci z większym stopniem choroby sercowo-naczyniowej wykazują niższy wynik 28 , a wartości są również niższe w innych stanach związanych z upośledzoną funkcją śródbłonka i ryzykiem chorób sercowo-naczyniowych 29-33. Warto zauważyć, że wartości RHI wydają się być predyktorem wyników sercowo-naczyniowych 35. Niski RHI (wskazujący na dysfunkcję śródbłonka) można odwrócić za pomocą leczenia 36.
Podsumowując, pokazaliśmy, jak przeprowadzić wiarygodny i powtarzalny test funkcji rozszerzenia naczyń krwionośnych śródbłonka za pomocą Endo-PAT 2000. Test jest nieinwazyjny, łatwy do wykonania i stanowi przydatne narzędzie badawcze. Jego przydatność w klinicznym monitorowaniu funkcji śródbłonka i dostosowywaniu leczenia choroby jest obecnie badana.
Rozwój filmu był wspierany przez Itamar Medical Co. Dr Cooke jest wynalazcą patentów posiadanych przez Uniwersytet Stanforda na diagnostyczne i terapeutyczne zastosowania szlaku NOS, z których otrzymuje tantiemy.
Autorzy chcieliby podziękować doktorowi Koby'emu Sheffy'emu za wnikliwą recenzję tej pracy oraz Williamowi Sotka za ciągłe wsparcie i pomoc techniczną.
Ta praca była częściowo wspierana przez granty z National Institutes of Health (K12 HL087746, RC2HL103400, 1U01HL100397) oraz California Tobacco Related Disease Research Program Uniwersytetu Kalifornijskiego (18XT-0098).
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie