Artykuł metodologiczny

Prędkość fali tętna, dylatacja zależna od przepływu i grubość błony wewnętrznej tętnicy szyjnej w celu oceny ryzyka sercowo-naczyniowego w populacji z zespołem metabolicznym

2K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/65842

⸱

27 września 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Experimental Metabolism and Clinical Research Laboratory, Clinical Research Department; Laboratory of Biochemistry and Experimental Medicine, National Medical Center “20 de Noviembre”, ISSSTE, 2Bariatric Surgery Department, National Medical Center “20 de Noviembre”, ISSSTE, 3Regenerative Medicine and Tissue Engineering Laboratory, Coordination of Research, National Medical Center “20 de Noviembre”, ISSSTE

W tym artykule

Podsumowanie

Śródbłonkowe/naczyniowe starzenie się i miażdżyca są kluczowymi mechanizmami, które sprzyjają rozwojowi chorób sercowo-naczyniowych. Niniejszy protokół opisuje metody oceny sztywności tętnic, dysfunkcji śródbłonka i miażdżycy u pacjentów z powiązanymi czynnikami ryzyka, które są bardzo cenne w dziedzinie badań sercowo-naczyniowych.

Streszczenie

Prędkość fali pulsacyjnej (PWV), dylatacja za pośrednictwem przepływu (FMD) i grubość błony wewnętrznej tętnicy szyjnej (CIMT) są uznanymi metodami stosowanymi w warunkach badawczych i klinicznych do oceny sztywności tętnic, funkcji śródbłonka i subklinicznej miażdżycy. Pomiary te mogą odzwierciedlać chorobę naczyniową i progresję miażdżycy, które są głównymi przyczynami niepożądanych zdarzeń sercowo-naczyniowych. Metody te są szczególnie cenne w określaniu dysfunkcji sercowo-naczyniowych w populacjach o różnych czynnikach ryzyka, takich jak cukrzyca, nadciśnienie tętnicze i inne stany związane z dysfunkcją metaboliczną. Stanowią one nieinwazyjne i wiarygodne źródło informacji, które uzupełnia praktykę kliniczną. Można osiągnąć wczesne wykrywanie, ocenę ryzyka i podejmowanie decyzji terapeutycznych dotyczących chorób sercowo-naczyniowych, co ostatecznie przyczynia się do poprawy wyników leczenia pacjentów. Tradycyjne narzędzia do oceny chorób sercowo-naczyniowych nie ujawniają, czy zespół metaboliczny wpływa na wczesną subkliniczną chorobę sercowo-naczyniową u pacjentów z otyłością. Ostatnie badania podkreśliły znaczenie uwzględnienia sztywności tętnic i funkcji śródbłonka w kompleksowej ocenie układu sercowo-naczyniowego. W związku z tym celem niniejszej pracy jest opisanie metod, które dostarczają informacji na temat wczesnego subklinicznego starzenia się naczyń, dysfunkcji śródbłonka i choroby miażdżycowej, umożliwiając ukierunkowaną naczyniowo stratyfikację ryzyka wśród populacji z otyłością i różnymi profilami metabolicznymi.

Wprowadzenie

Otyłość jest poważnym problemem zdrowotnym na całym świecie ze względu na związane z nią powikłania, takie jak nadciśnienie, dyslipidemia, choroby wątroby, miażdżyca, insulinooporność i cukrzyca typu 2 (T2DM), a także zwiększone ryzyko chorób sercowo-naczyniowych (CVD)1.

Konstelacja tych schorzeń, znana jako Zespół Metaboliczny (MS), została uznana za główną przyczynę patogenezy CVD, która jest jedną z głównych przyczyn zgonów, odpowiadając za do 30% wszystkich zgonów na całym świecie2. Osoby otyłe mają większe zapotrzebowanie na tlen i składniki odżywcze w całym organizmie ze względu na zwiększone zapotrzebowanie na ukrwienie, co prowadzi do znacznych zmian hemodynamicznych. Zmiany te mogą skutkować zmniejszoną dostępnością tlenku azotu (NO), zwiększonym stresem oksydacyjnym i dysfunkcją śródbłonka naczyń krwionośnych3,4,5.

Choroby miażdżycowe są głównymi chorobami układu krążenia i stanowią główną przyczynę zgonów na całym świecie. Jest to kliniczna manifestacja wielu możliwych czynników, w tym czynników genetycznych i środowiskowych6. Wykazano, że osoby z nieprawidłowościami metabolicznymi, takimi jak insulinooporność lub stan przedcukrzycowy, mają znacznie większą częstość występowania i częstość występowania miażdżycy tętnic wieńcowych niż osoby zdrowe. Co więcej, zatkane naczynia krwionośne z blaszką o wysokim poziomie lipidów stwierdzono jeszcze przed pojawieniem się klinicznych objawów dysfunkcji metabolicznej7,8,9,10.

Sztywność tętnic, dysfunkcja śródbłonka i miażdżyca zostały opisane jako ważne czynniki w rozwoju chorób sercowo-naczyniowych. Procesy te są związane ze starzeniem się naczyń krwionośnych i tworzeniem się blaszek miażdżycowych w krytycznych naczyniach, takich jak tętnice wieńcowe, szyjne lub kończynowe. Badania translacyjne dowiodły, że sztywność tętnic, dysfunkcja śródbłonka i miażdżyca są związane z powszechnym uszkodzeniem naczyń krwionośnych wywołanym przewlekłym stanem zapalnym, niższą produkcją NO i stresem oksydacyjnym11,12.

Pomiar prędkości fali pulsacyjnej tętnicy szyjnej i kości udowej (cfPWV) stanowi złoty standard do pomiaru sztywności tętnic. cfPWV może być mierzony za pomocą tonometru tętniczego jednocześnie z mankietem na nogę, aby uchwycić przebiegi ciśnienia krwi w miejscu szyjnym i udowym. Następnie oprogramowanie może wykonać obliczenia prędkości, obliczając D / Δt, gdzie D to odległość tranzytu między miejscami impulsu w tętnicy szyjnej i kości udowej, a Δt to opóźnienie czasowe od szczytowego załamka R EKG do stopy odpowiedniego kształtu fali ciśnienia między przebiegami tętnicy szyjnej i kości udowej. Zwiększona sztywność tętnic centralnych, takich jak aorta, powoduje większą prędkość wyrzucanego impulsu z lewej komory przez tętnice, a także szybszy powrót odbitego ciśnienia, a w konsekwencji wzrost ciśnienia podczas wyrzutu lewej komory, co potencjalnie zmniejsza perfuzję tętnic wieńcowych. Dlatego cfPWV może być przydatny jako marker choroby wieńcowej, udaru mózgu i chorób sercowo-naczyniowych13,14.

Podobnie, Analiza Fal Tętna (PWA) jest nieinwazyjnym parametrem naczyniowym, który ocenia charakterystykę fali ciśnienia centralnego, gdzie głównymi zmiennymi są skurczowe i rozkurczowe ciśnienie krwi w aorcie. Mierząc sztywność tętnic i podatność elastyczną, PWA odzwierciedla rozciągliwość tętnic, która jest ściśle związana z ryzykiem sercowo-naczyniowym. Metoda ta pozwala na pomiar parametrów takich jak Augmentation Index, który ma zdolność przewidywania ciężkości chorób sercowo-naczyniowych i wieńcowych. Wskaźnik augmentacji można opisać w następujący sposób: po wyrzucie lewej komory powstaje wczesna fala tętnicza, a następnie fala odbita pochodzi z obwodu. Prędkość tych fal wzrasta w zależności od sztywności tętnic, a jeśli odbita fala dotrze do centralnej aorty wcześnie, ciśnienie skurczowe aorty wzrośnie. Jest to znane jako ciśnienie zwiększone (AP), podczas gdy jego wartość procentowa w stosunku do ciśnienia tętna jest znana jako wskaźnik wzmocnienia. PWA można mierzyć metodą tonometrii aplanacyjnej, polegającą na lekkim ściśnięciu tętnicy ramiennej tak, aby jej ciśnienie przezścienne wynosiło zero. W tym momencie można zmierzyć średnie ciśnienie tętnicze. Po przeskalowaniu przebiegu ciśnienia tętniczego analizowana jest skurczowa część przebiegu AP, uwzględniająca również dane biometryczne i demograficzne15,16,17. W szczególności metoda tonometrii aplanacyjnej (SphygmoCor) wykazała akceptowalną powtarzalność i istotną korelację z inwazyjnym cewnikowaniem aorty w określaniu PWV aorty, a także dobrą zgodność z wytycznymi Towarzystwa Tętniczego 18,19,20.

Inne testy naczyniowe, takie jak rozszerzanie za pośrednictwem przepływu (FMD) i grubość błony wewnętrznej tętnicy szyjnej (CIMT) reprezentują nieinwazyjne techniki wykonywane za pomocą ultrasonografii z przetwornikami liniowymi. Te procedury oceny są przydatne do oceny zdrowia naczyń krwionośnych, w szczególności odpowiednio dysfunkcji śródbłonka i subklinicznej miażdżycy. Oba wykazały zdolność prognostyczną, jeśli chodzi o zdarzenia sercowo-naczyniowe. Pryszczyca jest powszechnie uważana za odzwierciedlenie funkcji tętnic zależnej od śródbłonka, w której pośredniczy głównie tlenek azotu. Służy jako zastępczy marker zdrowia naczyń krwionośnych i został wykorzystany nieinwazyjnie do porównywania grup badanych i oceny wpływu interwencji na osoby21.

Celem niniejszego badania jest opisanie zastosowania metod, które pozwalają na określenie markerów odzwierciedlających wczesne subkliniczne starzenie się naczyń, dysfunkcję śródbłonka i chorobę miażdżycową. Takie informacje pozwalają na stratyfikację ryzyka wśród populacji z otyłością i różnymi profilami metabolicznymi. Metody te mogą być przydatne do określania uszkodzeń układu krążenia i rokowania, a także do oceny odpowiedzi naczyniowych i aterogennych na interwencje farmakologiczne i niefarmakologiczne, szczególnie w populacjach z metabolicznymi czynnikami ryzyka.

Protokół

Instytucjonalna komisja etyki badań z Narodowego Centrum Medycznego "20 de Noviembre" ISSSTE zatwierdziła ten protokół (ID No. 386.2013). Wszyscy włączeni pacjenci wyrazili pisemną świadomą zgodę. Szczegółowe informacje na temat sprzętu i oprogramowania użytego w tym badaniu znajdują się w Tabeli Materiałów.

Kryteria włączenia/wykluczenia pacjenta:
Kwalifikujący się pacjenci byli w wieku powyżej 18 lat i ze zdiagnozowaną otyłością olbrzymią (wskaźnik masy ciała [BMI] >40 kg/m² lub BMI >35 kg/m² ze schorzeniami związanymi z otyłością, takimi jak cukrzyca, nadciśnienie tętnicze lub obturacyjny bezdech senny/spłycony oddech) i kandydaci do operacji bariatrycznej. Pacjenci zostali wykluczeni, jeśli stosowali terapię zmniejszającą masę ciała w ciągu 6 miesięcy przed włączeniem, mieli istotne choroby zapalne, ciężką chorobę nerek i/lub wątroby, czynny nowotwór złośliwy, ciążę lub dowody na chorobę sercowo-naczyniową (zgłaszani samodzielnie lub z rozpoznaną chorobą niedokrwienną serca, chorobą wieńcową, nieprawidłowościami strukturalnymi mięśnia sercowego, interwencjami kardiologicznymi lub w trakcie leczenia któregokolwiek z tych schorzeń).

1. Ocena profilu kardiometabolicznego

UWAGA: Próba badawcza użyta do tego eksperymentu składała się z 21 metabolicznie zdrowych otyłych (MHO) i 25 metabolicznie niezdrowych otyłych (MUO), określonych odpowiednio przez brak lub obecność zespołu metabolicznego. Uczestnicy byli w wieku od 43 ± 9 lat, z BMI 45 ± 7,8 kg/m², a 78% stanowiły kobiety. Najczęstszymi chorobami współistniejącymi były: cukrzyca typu 2, układowe nadciśnienie tętnicze i/lub dyslipidemia. Próba miała być dopasowana pod względem wieku.

  1. Ocena profilu kardiometabolicznego
    1. Uzyskaj cechy demograficzne i antropometryczne, takie jak wiek, płeć, wzrost, waga, choroby przewlekłe (cukrzyca typu 2, nadciśnienie itp.) oraz spożywane leki. Obliczaj BMI, dzieląc wagę przez kwadrat wzrostu. Uzyskaj obwód talii, mierząc między dolnym punktem ostatniego żebra a grzebieniem biodrowym.
    2. Wykonuj rutynowe kliniczne testy biochemiczne, w tym glukozę, insulinę, testy czynnościowe wątroby i profil lipidowy22.
    3. Oznacz pacjentów jako MUO lub MHO, w zależności od obecności lub braku zespołu metabolicznego.
      UWAGA: Zespół metaboliczny diagnozuje się zgodnie z kryteriami NCEP/ATP III23. U pacjenta rozpoznaje się zespół metaboliczny, jeśli występują u niego co najmniej trzy z następujących pięciu czynników ryzyka:
    4. Otyłość brzuszna (obwód talii >102 cm u mężczyzn lub >88 cm u kobiet). (2) Poziom triglicerydów w surowicy ≥150 mg/dl (1,7 mmol/l). (3) Poziom cholesterolu HDL <40 mg/dl (1,0 mmol/l) u mężczyzn lub <50 mg/dl (1,3 mmol/l) u kobiet. (4) Skurczowe ciśnienie krwi ≥130 mmHg lub rozkurczowe ciśnienie krwi ≥85 mmHg. (5) Poziom glukozy w osoczu na czczo ≥100 mg/dl (5,6 mmol/l).

2. Starzenie się naczyń krwionośnych (sztywność tętnic)

UWAGA: Starzenie się naczyń może być oceniane pod kątem sztywności aorty, która jest określana przez ciśnienie tętna w centralnej aorcie i prędkość fali tętna tętnicy szyjno-udowej (cfPWV). Obecnie cfPWV jest złotym standardem do określania sztywności tętnic13.

  1. Ocena ciśnienia w aorcie
    UWAGA: Ocenę ciśnienia w aorcie przeprowadza się za pomocą urządzenia do pomiaru odbicia fali tętniczej i analizy fali pulsacyjnej (PWA), na której określa się parametry fali ciśnienia w centralnej aorcie.
    1. Utwórz profil pacjenta w oprogramowaniu urządzenia i wprowadź dane, takie jak identyfikator pacjenta, imię i nazwisko, data urodzenia, płeć i wzrost.
    2. Ułóż pacjenta w pozycji leżącej na plecach na co najmniej 5 minut przed rozpoczęciem oceny.
    3. Umieść mankiet ramienny i zabezpiecz go wokół ramienia pacjenta, wyśrodkowany na tętnicy ramiennej, upewniając się, że środek mankietu i serce znajdują się na tym samym poziomie.
    4. Urządzenie automatycznie wykonuje PWA. Naciśnij przycisk start. Mankiet po raz pierwszy automatycznie napompuje się, aby określić ciśnienie skurczowe i rozkurczowe ramienia. Następnie mankiet opróżni się i ponownie napompuje, aby uchwycić przebieg PWA.
    5. Uzyskanie PWA za pomocą tonometrii aplanacyjnej, która umożliwia rejestrację impulsu obwodowego i generowanie przebiegów ciśnienia w centralnej aorcie. Lokalizacje obwodowe do tonometrii aplanacyjnej obejmują tętnice ramienne lub promieniowe.
    6. Po przeskalowaniu przebiegu ciśnienia tętniczego przeanalizuj skurczową część przebiegu, biorąc również pod uwagę dane biometryczne i demograficzne.
      UWAGA: Oprogramowanie oblicza na podstawie wzoru K·Psa·(1 + Ts/Td), gdzie Psa to obszar pod skurczową częścią krzywej powyżej ciśnienia końcoworozkurczowego, Ts i Td to odpowiednio czas trwania skurczu i rozkurczu, a K to stała związana z objętością wyrzutową24,25.
    7. Oblicz wskaźnik augmentacji zgodnie z PONIŻSZĄ UWAGA.
      UWAGA: Wczesna incydentalna fala tętnicza powstaje po wyrzucie z lewej komory, a następująca po niej fala odbita pochodzi z obwodu. Prędkość tych fal wzrasta w zależności od sztywności tętnic, a jeśli odbita fala dotrze do centralnej aorty wcześnie, ciśnienie skurczowe aorty wzrośnie. Jest to znane jako ciśnienie zwiększone, podczas gdy jego wartość procentowa w stosunku do ciśnienia tętna jest znana jako wskaźnik wzmocnienia (Aix).
    8. Uzyskaj automatyczny raport z testu, zawierający parametry aorty, w tym średni przebieg centralnego ciśnienia: SP (ciśnienie skurczowe w aorcie), DP (ciśnienie rozkurczowe w aorcie), PP (ciśnienie tętna w aorcie), MAP (średnie ciśnienie tętnicze) i HR (tętno); parametry kliniczne, które są przedstawione na wykresie słupkowym; a także Aix.
  2. Wykonanie oznaczania cfPWV metodą tonometrii aplanacyjnej (SphygmoCor)
    1. Umieść mankiet udowy wokół uda pacjenta, tak wysoko, jak to możliwe, upewniając się, że rurka jest wyśrodkowana w górnej części nogi.
    2. Znajdź tętno szyjne na szyi pacjenta poniżej szczęki. Poproś pacjenta, aby lekko obrócił głowę na bok; W razie potrzeby umieść poduszkę pod szyją, aby zapewnić wsparcie. Gdy tętno szyjne zostanie znalezione w najsilniejszym postrzeganym miejscu, umieść znak wskaźnikowy na skórze pacjenta.
    3. Uzyskaj trzy pomiary. Po pierwsze, odległość między tętnem szyjnym a wcięciem nadmostkowym; po drugie, odległość między wcięciem nadmostkowym a mankietem udowym; i wreszcie odległość między tętnicą udową poprzez badanie palpacyjne tętna w pachwinie pacjenta a mankietem udowym.
      UWAGA: Wszystkie odległości należy podawać w liniach prostych (z pominięciem krzywizn ciała pacjenta) w milimetrach.
      1. Następnie wprowadź informacje o trzech odległościach do oprogramowania cfPWV.
    4. Umieść końcówkę tonometru w miejscu, w którym wcześniej znajdował się impuls szyjny. Następnie naciśnij przycisk START. Czujnik automatycznie wykryje impuls szyjny i zarejestruje kształt impulsu po zarejestrowaniu regularnego wzorca. Urządzenie zsynchronizuje oba impulsy (szyjne i udowe) w celu określenia impulsów falowych i oszacowania cfPWV i czasu przejścia impulsu (Rysunek 1).
    5. Upewnij się, że oprogramowanie automatycznie oblicza prędkość, obliczając D/Δt, gdzie D to odległość przejścia między miejscami impulsu tętnicy szyjnej i kości udowej, a Δt to opóźnienie czasowe od szczytowego załamka R EKG do stopy odpowiedniego kształtu fali ciśnienia między przebiegami tętnicy szyjnej i kości udowej.
    6. Oceń test kontroli jakości, zgodnie z raportem urządzenia, aby określić, czy pomiary są akceptowalne.
      UWAGA: Trzymaj końcówkę tonometru jak ołówek, aby zapewnić maksymalną stabilność. Regulacja ciśnienia i pozycji na tonometrze powinna być delikatna i miękka, aby uzyskać dokładne pomiary, które będą oznaczone zielonym lub żółtym kolorem górnej linii na ekranie i przebiegach; W przeciwnym razie kolor zmieni kolor na czerwony, wskazując na potrzebę zmniejszenia ciśnienia tonometru (jeśli wskaźnik poziomu ciśnienia wzrośnie) lub wzrostu ciśnienia tonometru (jeśli wskaźnik spadnie). Operator musi upewnić się, że na przebiegach szyjnych występuje dobrze zdefiniowany skok w górę, ponieważ jest to ważna cecha, która zostanie wykorzystana do określenia cfPWV. Ważne jest, aby umieścić ekran komputera w dogodnym miejscu, aby operator mógł go view przed ustaleniem. Jeśli ekran znajduje się w miejscu, w którym operator ma trudności z widoczną widocznością, może to utrudnić przechwytywanie danych. Urządzenie będzie potrzebowało co najmniej 10 s spójnych jednoczesnych przebiegów impulsów tętnicy szyjnej i udowej i automatycznie wychwyci przebiegi; niemniej jednak niektóre okoliczności będą wymagały od operatora ręcznego wychwytywania fal impulsowych (Rysunek 2).

3. Dysfunkcja śródbłonka (rozszerzenie zależne od przepływu [FMD])

UWAGA: Test Dylatacji za pośrednictwem przepływu (FMD) jest nieinwazyjną techniką oceny zdrowia naczyń krwionośnych; jest szczególnie przydatny do oceny funkcji śródbłonka i został opisany jako użyteczne narzędzie do przewidywania przyszłych zdarzeń sercowo-naczyniowych21. Wykonuje się go za pomocą ultrasonografii z przetwornikiem liniowym.

  1. Wykonaj protokół FMD zgodnie z międzynarodowymi zaleceniami26. Użyj ciśnieniomierza i umieść mankiet wokół prawego przedramienia.
  2. Umieść przetwornik liniowy o wysokiej rozdzielczości w trybie B sprzężony z kompatybilnym oprogramowaniem analitycznym na tętnicy ramiennej.
  3. Skanuj wzdłużnie 5-10 cm powyżej łokcia. Uzyskaj najwyraźniejszy obraz w trybie B przedniego i tylnego interfejsu wewnętrznego i określ podstawową średnicę tętnicy.
  4. Trzymaj przetwornik w tym samym punkcie, aby zapewnić spójność miejsca pomiaru.
  5. Okluduj przez 5 minut za pomocą mankietu do pomiaru ciśnienia krwi, osiągając ciśnienie 30-50 mmHg powyżej ustalonego ciśnienia skurczowego.
  6. Po opróżnieniu mankietu należy przez 3 minuty wykonywać ciągły zapis obrazu podłużnego tętnicy ramiennej i ponownie określić średnicę.
  7. Oblicz FMD jako procentową zmianę w stosunku do średnicy naczynia przed napompowaniem mankietu, w następujący sposób: (średnica szczytowa − średnica linii podstawowej)/ średnica linii podstawowej (średnica piku − średnica linii podstawowej) / średnica linii podstawowej (średnica szczytowa − średnica linii podstawowej)/ średnica linii podstawowej x 100 (Rysunek 3). FMD% mierzy zdolność tętnic do reagowania na śródbłonkowe uwalnianie tlenku azotu podczas reaktywnej przekrwienia (zależnej od przepływu)27.
  8. Dalsza ocena dysfunkcji śródbłonka poprzez oznaczenie NO osocza (zestaw do oznaczania tlenku azotu, dostępny na rynku) mierzony za pomocą testu immunoenzymatycznego.
    1. Przygotować krzywą wzorcową i próbki, a następnie dodać je do studzienek na płytce testowej.
    2. Dodać reduktazę azotanową i kofaktor enzymatyczny i inkubować przez 60 minut w temperaturze pokojowej w celu przekształcenia azotanów w azotyny.
    3. Dodaj wzmacniacze i odczynniki Griess, a następnie rozwijaj w temperaturze pokojowej przez 10 minut, pozwalając azotynom zamienić się w ciemnofioletowy związek azochromoforowy, który dokładnie odzwierciedla ilości NO.
    4. Analiza w czytniku mikropłytek polega na pomiarze przy gęstości optycznej 540 nm.

4. Subkliniczna miażdżyca (grubość błony wewnętrznej i środkowej tętnicy szyjnej [CIMT])

UWAGA: Pacjenci muszą być wygodnie ułożeni w pozycji leżącej, z głową obróconą, aby odsłonić żyłę szyjną i tętnicę szyjną; zwinięty ręcznik lub poduszka pod szyją mogą być użyte do lepszego odsłonięcia tętnicy szyjnej.

  1. Wykonaj protokół pomiaru grubości błony wewnętrznej i środkowej tętnicy szyjnej (CIMT) zgodnie z konsensusem eksperta28,29 w następujący sposób: zastosuj sondę ultradźwiękową 4,0 MHz, aby zidentyfikować struktury naczyniowe szyi, takie jak tętnica szyjna i żyła szyjna, a także tarczyca, w orientacji poprzecznej u podstawy szyi.
  2. Zlokalizuj prawą tętnicę szyjną za pomocą poprzecznej orientacji przetwornika, poruszając się w kierunku głowowym, aż do zidentyfikowania opuszki szyjnej i rozwidlenia tętnicy szyjnej wewnętrznej i zewnętrznej. Następnie obróć przetwornik o 90°, aby uzyskać wzdłużny widok bańki szyjnej.
  3. Określ grubość błony wewnętrznej tętnicy szyjnej, mierząc odległość między interfejsem błony wewnętrznej i światła, a media-przydanka wzdłuż zakresu 1 cm dystalnie od opuszki tętnicy szyjnej (Rysunek 4).
    UWAGA: Protokół nie obejmuje działań następczych, leków ani interwencji.

Wyniki

Badanych zaklasyfikowano do grup MHO i MUO na podstawie ich profili kardiometabolicznych. W grupie MUO odnotowano wyższą częstość występowania chorób przewlekłych, takich jak systemowe nadciśnienie tętnicze, cukrzyca typu 2 (t2DM) oraz dyslipidemia. Podobnie, fenotyp MUO charakteryzował się podwyższonym poziomem glukozy i HbA1c, a także różnicami w stężeniu trójglicerydów i cholesterolu całkowitego (Tabela 1).

Następnie oceniono starzenie naczyniowe, odzwierciedlające sztywność tętnic oraz dysfunkcję śródbłonka, co określono odpowiednio za pomocą parametrów hemodynamicznych aorty, FMD oraz tlenku azotu (NO). Dodatkowo oceniono subkliniczną miażdżycę poprzez pomiar CIMT (Tabela 2).

W grupie MUO odnotowano niższe wartości FMD (4,87% ± 1,80% vs. 7,32% ± 2,90%, p = 0,001; Tabela 2) oraz NO w osoczu (154,3 µM/L ± 6,15 µM/L vs. 170,6 µM/L ± 4,97 µM/L, p = 0,04; Tabela 2 i Rysunek 5) w porównaniu z grupą MHO. Jednakże nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic w parametrach hemodynamicznych aorty oraz w CIMT.

Pomiar prędkości fali tętna, schemat ścieżki tętniczej z użyciem SphygmoCor Xcel Vicorder, czas Δt.
Rysunek 1: Schematyczna reprezentacja oceny tętniczo-udowej prędkości fali tętna. Na rysunku przedstawiono metodologię oceny tętniczo-udowej prędkości fali tętna (PWV), która jest kluczowym wskaźnikiem sztywności tętnic i zdrowia układu sercowo-naczyniowego. Tonometria tętnicy szyjnej oraz wyznaczanie tętna udowego są przedstawione jako integralne etapy systemu pomiaru PWV w tętnicach. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Kształt fali ciśnienia tętna, tonometr szyjny w porównaniu z mankietem udowym, wykres szeregu czasowego.
Rycina 2: Wyznaczone kształty fali tętna szyjnego i udowego w celu oceny prędkości fali tętna szyjno-udowej. Przedstawiono czas (oś x) oraz amplitudę fali (oś y). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Obrazy ultrasonograficzne porównujące pomiary naczyniowe przed i po rozszerzeniu.
Rysunek 3: Rozszerzenie zależne od przepływu (FMD). Ocena średnicy tętnicy ramiennej, odpowiednio (A) przed lub (B) po okluzji tętnicy, w celu określenia funkcji śródbłonka poprzez obliczenie stopnia rozszerzenia. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Analiza ściany tętnicy za pomocą obrazu ultradźwiękowego; oznaczone warstwy intima-światło oraz media-adwentycja.
Rycina 4: Ultrasonografia tętnic szyjnych w celu określenia grubości kompleksu intima-media (CIMT). Ważne jest wykonanie trzech pomiarów pod kątem przednim, bocznym i tylnym. Oznaczenie CIMT jest przeprowadzane po obu stronach szyi pacjenta. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Porównanie poziomów FMD i NO w grupach MHO vs. MUO; wykresy pudełkowe przedstawiające odpowiedź naczyniową i tlenek azotu.
Rysunek 5: Testy funkcji śródbłonka. Porównanie rozszerzenia zależnego od przepływu (FMD, lewo) oraz poziomu tlenku azotu (NO) w osoczu (prawo) u pacjentów MHO i MUO. Zespół metaboliczny znacznie obniża biodostępność NO; w związku z tym tętnice tych pacjentów wykazują ograniczoną zdolność do rozszerzania się po stresie podczas testu FMD. *p < 0.05. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Otyłość metabolicznie zdrowa (MHO)Otyłość metabolicznie niezdrowa (MUO)p value
n = 21n = 25
Wiek43.3 ± 7.6346.7 ± 7.750.0695
Płeć męska5 (23.8)9 (36)0.5223
Nadciśnienie tętnicze układowe7 (33.3)19 (76)0.0067*
Cukrzyca typu 21 (4.8)17 (68)<0.0001*
Dyslipidemia3 (14.3)16 (64)0.0009*
BMI46.27 ± 4.8647.61 ± 6.900.2288
Glukoza90.59 ± 2.46100.4 ± 3.380.0273*
HbA1c5.514 ± 0.106.186 ± 0.190.0053*
Insulina26.68 ± 3.646.64 ± 9.570.2723
Triglicerydy109.5 ± 7.82197.1 ± 37.150.0005*
HDLc49.86 ±5.3840 ± 1.720.1163
LDLc115.9 ± 7.095115.3 ± 8.230.7131
Cholesterol całkowity186.7 ± 6.47167.7 ± 11.840.0392*
Zmienne kategoryczne porównywano za pomocą dokładnego testu Fishera, natomiast zmienne ilościowe za pomocą dwukierunkowego, niezależnego testu U Manna-Whitneya lub testu T, w zależności od oceny normalności rozkładu. Istotność statystyczną przyjęto dla p<0.05. Skróty: BMI; wskaźnik masy ciała, HbA1c, hemoglobina glikowana A1c

Tabela 1: Charakterystyka wyjściowa pacjentów. Tabela porównuje charakterystykę wyjściową osób z MUO (otyłością metabolicznie niezdrową) oraz MHO (otyłością metabolicznie zdrową).

Otyłość metabolicznie zdrowa (MHO)Otyłość metabolicznie niezdrowa (MUO)p
n = 21n = 25
Ciśnienie skurczowe w aorcie (mmHg)121.1 ± 3.77119.7 ± 2.930.9608
Rozkurczowe ciśnienie w aorcie (mmHg)79.9 ± 2.5675.96 ± 1.790.515
AIX (%)26 ± 3.1630.08 ± 2.190.2823
Prędkość fali tętna (m/s)6.089 ± 0.326.854 ± 0.260.3154
FMD (%) &7.32 ± 2.904.87 ± 1.800.0011*
CIMT (mm)0.69 ± 0.020.704 ± 0.030.933
Tlenek azotu (uM/L)170.6 ± 4.97154.3 ±6.150.0443*
Zmienne ilościowe porównywano za pomocą dwuczynnikowej analizy wariancji, testu U Manna-Whitneya dla prób niezależnych lub testu t-Studenta, w zależności od oceny normalności rozkładu. Istotność statystyczną przyjęto, gdy p<0.05. Skróty: AIX – wskaźnik augmentacji aorty; FMD – rozszerzenie zależne od przepływu; CIMT – grubość kompleksu intima-media tętnicy szyjnej. (&) Ze względu na ograniczoną przestrzeń w naszym laboratorium, przedstawione dane FMD uzyskano w pozycji siedzącej, co może wpłynąć na wartość FMD, ponieważ pomiar FMD zaleca się przeprowadzać w pozycji leżącej.

Tabela 2: Ocena ryzyka sercowo-naczyniowego. Tabela porównuje czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego między osobami z MUO (otyłością metabolicznie niezdrową) a MHO (otyłością metabolicznie zdrową).

Dyskusja

Zajęcie się zdrowiem naczyń krwionośnych oraz zrozumienie i zarządzanie ryzykiem sercowo-naczyniowym mają zasadnicze znaczenie dla zapobiegania, wczesnej interwencji i zmniejszenia globalnego obciążenia chorobami sercowo-naczyniowymi. W związku z tym połączone zastosowanie metod oceny elastyczności i podatności ściany tętnicy (w tym parametrów hemodynamicznych aorty, cfPWV dla sztywności tętnic i wskaźnika augmentacji), śródbłonkowej produkcji tlenku azotu i miażdżycy zapewnia bardziej kompleksową ocenę. Metody te są bardzo przydatne w badaniach translacyjnych, charakterystyce czynników ryzyka sercowo-naczyniowego i ocenie układu sercowo-naczyniowego w badaniach klinicznych, zwiększając w ten sposób nasze zrozumienie zdrowia naczyń krwionośnych i progresji chorób sercowo-naczyniowych i wieńcowych30,31.

Na przykład dylatacja zależna od przepływu (FMD) została wykorzystana do lepszego zrozumienia konsekwencji śródbłonka i naczyń krwionośnych wywołanych przez COVID-19, do scharakteryzowania dysfunkcji śródbłonka w zaburzeniach układu odpornościowego, takich jak toczeń rumieniowaty układowy, oraz do zbadania, czy uszkodzenie śródbłonka przyczynia się do nadciśnienia tętniczego i ryzyka sercowo-naczyniowego w hiperurykemii 32,33,34.

Ponadto w innych badaniach badano wpływ modyfikacji stylu życia, takich jak ćwiczenia i zmiany w diecie, na sztywność tętnic, funkcję śródbłonka i CIMT. Korzystając z tych narzędzi, naukowcy mogą obiektywnie mierzyć skuteczność interwencji i monitorować zmiany w zdrowiu tętnic w czasie35.

W niniejszej pracy porównano markery odzwierciedlające starzenie się naczyń krwionośnych w populacjach z ryzykiem kardiometabolicznym. Co ciekawe, grupa o wyższym ryzyku kardiometabolicznym wykazywała istotnie upośledzoną funkcję śródbłonka, określaną na podstawie poziomów FMD i NO, podczas gdy nie zaobserwowano różnicy w progresji miażdżycy według CIMT.

W tym przypadku wyniki FMD są zgodne z wynikami innych badań36,37, co potwierdza wpływ ryzyka metabolicznego na odpowiedź na rozszerzenie naczyń. Brak związku między FMD a CIMT można przypisać opóźnieniu czasowemu między dysfunkcją śródbłonka a późniejszym rozwojem zmian naczyniowych. Co więcej, dysfunkcja śródbłonka jest prawdopodobnie związana z reakcjami zapalnymi, podczas gdy zmiany morfologiczne w strukturze naczyń mogą być związane z przebudową zewnątrzkomórkową38. Sugeruje to, że osoby z zespołem metabolicznym mogą wykazywać różne reakcje na terapie ukierunkowane na funkcję naczyń krwionośnych, podczas gdy na postęp miażdżycy mogą wpływać inne czynniki. Podkreśla to znaczenie stosowania wielu biomarkerów w celu kompleksowej oceny ogólnego stanu zdrowia naczyń krwionośnych.

Podczas pomiarów sztywności tętnic, FMD i CIMT mogą pojawić się pewne wyzwania, jeśli sprzęt jest nieodpowiedni lub środowisko nie jest odpowiednie. W celu walidacji zalecana jest ocena zmienności między obserwatorami i wewnątrz obserwatorów. Podobnie, niektóre ograniczenia tych technik obejmują: (1) uzyskane wyniki mogą odnosić się do określonych funkcji naczyniowych i regionów anatomicznych, nie odzwierciedlając w ten sposób ogólnego stanu naczyń krwionośnych; (2) Dokładność pomiarów może zależeć od operatora, a wyniki mogą się różnić w obrębie tej samej osoby w czasie ze względu na takie czynniki, jak stan nawodnienia, pozycja ciała i ostatnie posiłki; (3) Chociaż testy mogą wskazywać na obecność sztywności tętnic, dysfunkcji śródbłonka lub przyspieszonej miażdżycy, mogą nie dostarczyć wglądu w podstawowe przyczyny. Co więcej, zdrowie naczyń krwionośnych jest dynamiczne i może zmieniać się w czasie, a pomiary mogą nie uchwycić pełnego profilu ryzyka sercowo-naczyniowego danej osoby. Trwające badania pogłębiają naszą wiedzę na temat tych pomiarów, a udoskonalenia w technikach pomiarowych i interpretacji wciąż ewoluują.

Podsumowując, parametry hemodynamiczne aorty, FMD i CIMT stanowią użyteczne, nieinwazyjne narzędzia diagnostyczne do oceny zdrowia i chorób sercowo-naczyniowych.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Autorzy dziękują za wsparcie Programu Instytucjonalnego E015.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Urządzenie do pomiaru odbicia fali tętniczej i analizy fali tętnaATCORSphygmoCorAnalizator fali tętna dla ciśnienia centralnego. Zawiera mankiet ramienny i mankiet udowy
Czytnik mikropłytek do absorpcji, SunriseTecan 30190079Tryb wykrywania: Absorbancja; Zakres długości fali: 340 nm - 750 nm; Długość fali filtra: 405 nm,  450 nm,  492 nm,  620 nm; Format płytki 96-dołkowe
Zestaw do oznaczania tlenku azotu Abcamab65328Zestaw do oznaczania tlenku azotu, kolorymetryczny, Abcam Cat. ab65328 do płytek 96-dołkowych
Ultrasonografia Portatil do pomiaru FMDSonolifeMED 36-13Ultradźwiękowy przetwornik liniowy
Oprogramowanie dla FMD WirelessUSGSonoStarMed TechnologiesWirelessUSG v. 3.6.52Oprogramowanie służące do pomiaru średnicy tętnicy dla FMD
Oprogramowanie służące do obliczania parametrów naczyniowych z Waveform AnalizaATCORSphygmoCor XCELOprogramowanie służące do integracji profilu pacjenta, analizy kształtu fali, obliczania PWA, PWV i innych parametrów naczyniowych
CiśnieniomierzOpieka domowaANEROIDE 1000100% bawełniana samoregulująca bransoletka z haczykiem, Mankiet wskaźnika tętnicy dla dorosłych.
Ultradźwięki do pomiaru CIMTPhilips EPIQ7L12-3 Szerokopasmowy przetwornik liniowyPrzetwornik liniowy (Szerokopasmowy przetwornik liniowy)

Bibliografia

  1. Csige, I., et al. The impact of obesity on the cardiovascular system. J Diabetes Res. 2018, 3407306(2018).
  2. 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).
  3. Virdis, A. Endothelial dysfunction in obesity: Role of inflammation. High Blood Press Cardiovasc Prev. 23 (2), 83-85 (2016).
  4. 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).
  5. Mikael, L. R., et al. Vascular aging and arterial stiffness. Arq Bras Cardiol. 109 (3), 253-258 (2017).
  6. Liang, Y., et al. The Mechanisms of the development of atherosclerosis in prediabetes. Arq Bras Cardiol. 22 (8), 4108(2021).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Fan, J., Watanabe, T. Atherosclerosis: Known and unknown. Pathol Int. 72 (3), 151-160 (2022).
  10. Coutinho, M. S. S. A. Abdominal adiposity and intima-media carotid thickness: An Association. Arq Bras Cardiol. 112 (3), 228-229 (2019).
  11. Zanoli, L., et al. Arterial stiffness in the heart disease of CKD. J Am Soc Nephrol. 30 (6), 918-928 (2019).
  12. Boutouyrie, P., et al. Arterial stiffness and cardiovascular risk in hypertension. Circ Res. 128 (7), 864-886 (2021).
  13. 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).
  14. Butlin, M., Ahmad, Q. Large artery stiffness assessment using SphygmoCor technology. Pulse. 4 (4), 180-192 (2017).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Salvi, P., et al. Non-invasive estimation of aortic stiffness through different approaches. Hypertension. 74 (1), 117-129 (2019).
  20. Milan, A., et al. Current assessment of pulse wave velocity: Comprehensive review of validation studies. J Hypertens. 37 (8), 1547-1557 (2019).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. 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).
  31. 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).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. Nakanishi, K., et al. Carotid intima-media thickness and subclinical left heart dysfunction in the general population. Atherosclerosis. 305, 42-49 (2020).
  36. 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).
  37. 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).
  38. 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).

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Sztywno t tnicdysfunkcja r db onkasubkliniczna aterogenezastarzenie si naczyprogresja mia d ycyocena ryzyka sercowo naczyniowego
Prędkość fali tętna, dylatacja zależna od przepływu i grubość błony wewnętrznej tętnicy szyjnej w celu oceny ryzyka sercowo-naczyniowego w populacji z zespołem metabolicznym
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.