Yöntem makalesi

Mikrovasküler ve Endotel Fonksiyonu Noninvaziv Değerlendirilmesi

16K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/50008

⸱

29 Ocak 2013

 ,  , 
1Department of Family and Community Medicine, Thomas Jefferson University , 2Department of Pharmacology and Experimental Therapeutics, Biostatistics Division, Thomas Jefferson University, 3Department of Internal Medicine, Thomas Jefferson University

Bu makalede

Özet

Kapillaroskopisi doğrudan mikrosirkülasyonu görselleştirmek için bir non-invaziv, nispeten ucuz yöntemdir. Önkol kan akımı tekniği endotel fonksiyonu kabul non-invaziv önlemleri sağlar.

Özet

Yazarlar kardiyovasküler hastalık patogenezinde mikrovasküler disfonksiyon rolünü araştırmak için kapillaroskopisi ve önkol kan akım teknikleri kullanıldığında var. Kapillaroskopisi doğrudan mikrosirkülasyonu görselleştirmek için bir non-invaziv, nispeten ucuz yöntemdir. Yüzde kılcal işe maksimal kapiller yoğunluk (pasif venöz oklüzyon sırasında gözlenen) tarafından, postocclusive reaktif hiperemi (postocclusive reaktif hiperemi kapiller yoğunluk eksi başlangıçta kapiller yoğunluk) ile oluşturulan kapiller yoğunluk artışı bölünmesi ile tespit edilir. Yüzde kılcal (işlevsel aktif) perfüze tüm kılcal mevcut oranını temsil ve maksimal kapiller yoğunluğu postocclusive reaktif hiperemi kapiller yoğunluk bölünmesiyle hesaplanır perfüze. Yüzde kılcal işe alım ve yüzde Hem kılcal fonksiyonel kılcal sayısını yansıtmaktadır perfüze. Önkol kan akımı (FBF) tekniği provides endotel fonksiyonu non-invaziv önlemler alınır: oranı FBF max / FBF tabanı dört FBF temel değerlerinin ortalaması ile dört FBF maksimum değerler ortalama bölerek, vazodilatasyon tahmini olarak hesaplanır. Maksimal vazodilatasyon (FVR maks) Önkol vasküler direnç FBF max bölünmesiyle ortalama arter basıncı (OAB) olarak hesaplanmıştır. Kapillaroskopisi ve önkol teknikleri Her iki hasta kolayca kabul edilebilir ve hızlı bir şekilde öğrenilebilir.

Mikrovasküler ve endotel fonksiyonu bu makalede açıklanan yöntemler kullanılarak elde edilen klinik hasta kardiyovasküler risk azaltma stratejileri gelecekte yarar olabilir ölçer. Biz yayınlanmış gibi olduğunu mikrovasküler ve endotel disfonksiyonu gösteren raporlar prehipertansiyon dahil hipertansiyonun ilk aşamalarında bulunan, mikrovasküler ve endotel fonksiyonu tedbirler zamanla erken tanımlanmasında yardımcı olabilir, Onun ölümcül sonuçları ile risk tabakalaşma ve son dönem vasküler patolojisi önlenmesi.

Protokol

Olgu Sunumu (gerekli ise): NA, bu hala deneysel bir araştırma prosedürü, henüz klinik olarak kullanılmamaktadır.

Tanı, Değerlendirme ve Planı (gerekli, varsa): NA, bu hala deneysel bir araştırma prosedürü, henüz klinik olarak kullanılmamaktadır.

Prosedür (gerekli): Bu bölüm aşağıdaki kurallara uygun, ilgili prosedürün adım adım açıklama içermelidir.

1. Kapiler Mikroskopi (Şekil 1)

  1. Bizim kapillaroskopisi tekniği Serne ve arkadaşları 1 uyarlanmıştır. Kollajen vasküler hastalığı bilinen kapiller değişiklikler 2 üretir çünkü bu işlem için bir dışlama ölçütü, kollajen vasküler hastalıktır.
  2. En az 10 saatlik gece açlığının ve oturarak dinlenme 20 dakika sonra, mikrovasküler ölçümler 7 arasında bir yarım saat için yapılmaktadırve 11 kalp seviyesinde oturma pozisyonunda ve sol elinde konu ile, sessiz, ısı kontrollü odası (21,5-22,5 ° C arasında muhafaza) içinde, duyuyorum.
  3. Üçüncü parmak dorsal deri tırnak dibi kılcal (Olympus, Center Valley, Pensilvanya) stereomikroskopta görselleştirildiği, dijital kamera (Model numarası IN-1400: Tanı Cihazları; Sterling Heights, MI) monokrom 4 megapiksel SPOT Insight ile bağlantılı, ve bir dizüstü bilgisayar (Dell Latitude D600: Dell, Austin, Teksas). Hareketi sınırlamak için, sol el ve önkol gevşek katlanmış bir battaniye ile kaplı, ve mikroskop dibinde yerleştirilmiş başka katlanmış battaniye üzerinde dinlenmiş.
  4. Tırnak yatağı aydınlatma 250 W halojen fiber optik lamba (KL 2500LCD:; Elmsford, NY Schott-Fostec); ile elde edilir tamamlayıcı 150W fiber optik halojen ışık kaynağı (B & B Mikroskoplar, Ltd, Warrendale, Pensilvanya) ek aydınlatma kullanılır koyu pigmentli bireylerde.
  5. Kılcal, görselleştirmek için3.2x objektif (Olympus 3.2/0.07) 38.4x toplam sistem büyütme kullanılır.
  6. Kamerayla birlikte verilen SPOT görüntüleme yazılımı, kılcal fotoğraflarda açık / koyu kontrast kullanma bütün deneklerde kılcal damarların görünürlüğünü maksimize etmek için aynı standart SPOT yazılım işlevi (aydınlık ve karanlık seviyesinin germe) kullanılarak geliştirilmiştir.
  7. Kapiller yoğunluk ölçmek için, dijital fotomikrografı postocclusive reaktif hiperemi sırasında, dinlenme başlangıçta, üç aşamadan her sırasında her 3-5 sn alınır ve venöz oklüzyon sırasında uygulanır. (A) dinlenme Başlangıçta, fotomikrografı kılcal istirahatte perfüze algılamak için üç dakikalık bir süre içinde alınır. Aşağıdaki gibidir (b) postocclusive reaktif hiperemi sırasında fotomikrografik işlevsel perfüze kapiller (taban artı rezerv kılcal damarlar) ölçmek için alınır. Önce sol üst kol üzerinde bir oklüzyon manşet 10 dakika sistolik basıncının üzerinde 40 mm Hg şişirilir. Fotomikrografı sonra inci sırasında alınıre ilk dakikada hemen tüm işlevsel perfüze kapiller görselleştirme, arteriyel oklüzyon yayınlanması sonrasında. Reaktif hiperemi sonrası Alt kapiller yoğunluk engelli fonksiyonel kapiller tutulduğunu gösterir ve bu nedenle fonksiyonel seyrelme. (C) venöz oklüzyon fotomikrografı sırasında hem perfüze (aktif kırmızı kan hücresi (RBC) hareketi ile) ve aşağıdaki gibi kılcal 3 (durgun, hareketsiz eritrositler ile dolu) nonperfused içerir maksimal kapiller yoğunluk, ölçmek için alınır. Postocclusive reaktif hiperemi işlemden sonra kalan on dakika sonra, kolluğu pasif tüm patent kılcal bugünkü içine kan zorlayarak ve fotomikrografları bu süre içinde alınmış, 60 sn için 60 mm Hg şişirilir. Maksimal kapiller yoğunluk içerdiğinden yapısal mevcut tüm kılcal, maksimal kapiller yoğunluğunda azalma yapısal seyrelme gösterir.
  8. Kapiler yoğunluğu kare binde kılcal sayısı olarak tanımlanırtırnak dibi cilt limeter ve en hareketi tarafından çarpıtılmıştır dört en net odaklı görüntüler elde dört ölçümün ortalaması olarak hesaplanır. Bizim çalışmalarımızda, kılcal sayımları için tipik değerleri (kılcal / mm 2) venöz oklüzyon için post-iskemik ve 90-105 için temel, 65-90 için 55-80 olmuştur. Yüzde kılcal işe değerleri% 5 ve% 25 (~% 10-15 ortalama) arasında ve% 70 ve normotansiflerden daha hipertansiflerde daha düşük olan değerler% 95 (~% 80-90 ortalama), arasındaki kılcal perfüze yüzde genellikle vardır. Sayma işleminin tekrarlanabilirliği 10 farklı konuların fotoğraflarını bağımsız manuel değerlendirmeler (Şekil 2) gerçekleştirilen üç gözlemci ile doğrulandı. Gözlemciler bu konuların kimlik ve kan basıncı bilmeyen. Eğitim sonrasında bağımsız olarak gerçekleştirilir sonraki sayıları anlaşması yüksek düzeyde gösterdi. Ortalama hakemlerarası ve intra-arası farklılıkların orde vardı2-3 kılcal / mm 2 r ve sınıf içi korelasyon katsayıları 0.90 daha tüm fazlaydı. Kapillaroskopisi önlemlerin kısa vadeli varyasyonun hakemlerarası ve intra-arası farklılıklar (yaklaşık 2 kılcal / mm 2) olarak büyüklükte aynı sırada olduğunu, ancak 2-3 yılda gözlenen uzun vadeli varyasyonun büyük büyüklükte bir sipariş oldu (yaklaşık 15 kılcal / mm 2 '), uzunlamasına değişiklikler kolayca değerlendirici varyasyon ayırt edilebileceğini göstermektedir. İki kapiller fonksiyon ölçümlerini Güvenilirlik (sınıf içi korelasyon yüzde kılcal alımı için katsayısı = 0.84 ve yüzde perfüze kapiller için 0.82) de yüksek oldu.

  9. Araştırmacılar şimdi Image-Pro Plus görüntüleme yazılımı (Şekil 3: Sürüm 6.2, Medya Sibernetik, Inc, Bethesda, MD) kullanılarak kapiller yoğunluk hesaplamak için bir bilgisayar tabanlı yöntemi kullanmaktadır. Bazal, post-iskemik ve veno arasındaki Pearson korelasyon10 konularda yazılım ve ilgili kılavuzu sayımları ile yapılan bize tıkanıklığı sayıları iki yöntem arasında makul bir anlaşma gösteren, (tümü için p <0.05) sırasıyla 0.78, 0.78 ve 0.71 idi. Bilgisayar tabanlı sayıları Güvenilirlik kılavuzu sayıları biraz daha düşüktür, ancak (venöz oklüzyon için başlangıç ​​için sınıf içi korelasyon katsayısı = 0.91, post-iskemik için 0.86 ve 0.84) hala yüksektir. Biz de şu anda yayına hazırlanıyor hipertansiyon dahil olmak üzere birden fazla kardiyovasküler risk faktörleri ile otomatik sayım ilişki gösteren yayınlanmamış veri var.

  10. Tablo 1 kapiller yoğunluk ölçümleri ve hesaplamaları özetlemektedir. Yüzde kılcal işe maksimal kapiller yoğunluk tarafından postocclusive reaktif hiperemi (postocclusive reaktif hiperemi kapiller yoğunluk eksi başlangıçta kapiller yoğunluk) ile oluşturulan kapiller yoğunluğunda artış, (pasif veno sırasında gözlenen bölünmesiyle değerlendirilirBizi oklüzyonu). Yüzde kılcal (işlevsel aktif) perfüze tüm kılcal mevcut oranını temsil ve maksimal kapiller yoğunluğu postocclusive reaktif hiperemi kapiller yoğunluk bölünmesiyle hesaplanır perfüze. Yüzde kılcal işe alım ve yüzde Hem kılcal fonksiyonel kılcal sayısını yansıtmaktadır perfüze. Bu önlemler için düşük değerlerin fonksiyonel kapiller seyrelme göstermektedir.

2. Endotel Fonksiyonu Değerlendirme

  1. Endotel fonksiyonu vazodilatasyon indüklemek için reaktif hiperemi endotele bağımlı uyarıcı kullanan Sivertsson, 4 yöntemine göre, önkol kan akışının invaziv olmayan pletismografi ölçümleri kullanılarak, reaktif hiperemi postocclusive önce ve sonra ölçülür.
  2. Onun istirahat süresini Mağrası döngü gerçekleştirilir ötesinde sırtüstü kalan 10 dk sonrasında oturma pozisyonunda konu ile, bir cıva kauçuk strain gauge 10% gerginantekübital fossa altına d öznenin önkol 5 cm.
  3. Sırayla bir kayıt cihazı Doppler (; DE Hokanson, Inc; Belleveue, WA CW-1) bağlı olup,:; strain-gauge bir pletismografı (Bellevue, WA DE Hokanson, Inc AT-4) bağlanır.
  4. Üst kol tıkanma manşon uygulanır, ve kol ayarlanabilir bir intravenöz kutup bağlı bir sapan bir bandaj ile kalp seviyesinde rahatça askıya alındı. Sistolik ve diyastolik kan basınçları ve kalp hızı karşısında kolu üzerine yerleştirilen bir Dinamap PROCARE 100 otomatik manşon (GE Healthcare, Piscataway, NJ) ile elde edilir.
  5. Bileğine bir pediatrik manşet el akışını tıkamak için Hg 200 mm şişirilir. Üst kol manşet, 50 mm Hg kadar şişirilmiş 1,5 saniye sönük ve sonra önkol etrafında yerleştirilen strain gauge genişletilmesi yoluyla elde edilen her kol kan akımı ölçümü, hızla önce tekrar şişirilir.
  6. Önkol kan akımı (FBF) tekrar dinlenmiş temel (FBF temel) ölçülür vet postocclusive hiperemi indüklenen maksimal vazodilatasyon (FBF max). Bazal kan akımı ölçümleri için, dört ardışık FBF eğrileri 30 sn (FBF tabanı) içinde elde edilmiştir.
  7. Oklüzyon manşet sonra 10 dakika süreyle sistolik basıncının üzerinde 40 mm Hg şişirilir. Arteriyel oklüzyon (postocclusive reaktif hiperemi) salınımı takiben, dört ardışık FBF eğrileri akışının ilk 30 sn (FBF max) içinde elde edilmiştir.
  8. Oranı FBF max / FBF tabanı dört FBF taban değerlerinin ortalaması ile dört FBF maksimum değerler ortalama bölerek, vazodilatasyon tahmini olarak hesaplanır. Maksimal vazodilatasyon (FVR maks) 5 Önkol vasküler direnç olarak hesaplanır FBF max bölü arter basıncı (OAB). Reaktif hiperemi sırasında FBF maksimum direkt olarak intra-arteryal infüzyonu asetilkolin maksimum, bir endotelyal-bağımlı damar genişletici sonra FBF ile ilgilidir. 6 Buna göre, FBF max ve oranı FBF max / FBF baz endotel fonksiyonu non-invaziv önlemler. 6-8 ek olarak kabul edilir, FBF max ve FVR max hem direnç arter yapısal değişiklikler (artmış duvar / lümen oranı) yansıtmaktadır. 9

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Normotansif ve hipertansif bireyler arasındaki mikrovasküler görünüş farklılıklar Şekiller 4 ve 5 karşılaştırılması ile kolayca görülür. Şekil 4, normotensif bireysel olarak iyi organize sıra düz kılcal tipik ağ gösterilmektedir. Buna karşın, Şekil 5, çökmüş, sarmal bir kapiller daha karıştırılmış deseni göstermektedir.

Yazarlar kardiyovasküler hastalık patogenezinde mikrovasküler disfonksiyon rolü devam eden bir ilgi var. I...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Kapillaroskopisi (kapiler mikroskopisi) kılcal yapısı, standart dışı bir ölçüsüdür. Bununla birlikte, şu anda, kılcal structure.Furthermore doğrudan değerlendirilmesi için standart yöntemler vardır, kılcal mikroskopi yaygın olarak yayınlanan çalışmalarında 12, 13, 10, 11, 14-18 büyük ve artan vücut içinde capillarydensity, doğrudan değerlendirilmesi için kullanılmıştır . Ayrıca, ön kol kan akımı, vasküler fonksiyonun bir köklü tedbir, 10, 11 ve BAE, damar yaralanması köklü bir ölçü (yayınlanmamış ç...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa etmek bu çalışmanın yürütülmesi veya yayınlanmasına ilişkin ilgi hiçbir finansal çatışmalar var.

Teşekkürler

Bu çalışma, Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü Hibe Ödülü Numaraları R01HL096593 ve K23HL72825 tarafından desteklenmiştir. Içeriği yalnızca Thomas Jefferson Üniversitesi sorumluluğundadır ve mutlaka Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü ve Ulusal Sağlık Enstitüleri resmi görüşlerini temsil etmemektedir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Kaynaklar

  1. Serne, E. H., Gans, R. O., ter Maaten, J. C., ter Wee, P. M., Donker, A. J., Stehouwer, C. D. Capillary recruitment is impaired in essential hypertension and relates to insulin's metabolic and vascular actions. Cardiovasc. Res. 49, 161-168 (2001).
  2. Bollinger, A., Fagrell, B. Clinical Capillaroscopy: A guide to its use in clinical research and practice. , Hogrefe & Huber Publishers. Lewiston, NY. (1990).
  3. Antonios, T. F., Rattray, F. E., Singer, D. R., Markandu, N. D., Mortimer, P. S., MacGregor, G. A. Maximization of skin capillaries during intravital video-microscopy in essential hypertension: comparison between venous congestion, reactive hyperaemia and core heat load tests. Clin. Sci. (Lond). 97, 523-528 (1999).
  4. Sivertsson, R. The hemodynamic importance of structural vascular changes in essential hypertension. Acta. Physiol. Scand. Suppl. 343, 1-56 (1970).
  5. Raitakari, O. T., Celermajer, D. S. Testing for endothelial dysfunction. Ann. Med. 32, 293-304 (2000).
  6. Tousoulis, D., Antoniades, C., Stefanadis, C. Evaluating endothelial function in humans: a guide to invasive and non-invasive techniques. Heart. 91, 553-558 (2005).
  7. Higashi, Y., Sasaki, S., Nakagawa, K., Matsuura, H., Kajiyama, G., Oshima, T. A noninvasive measurement of reactive hyperemia that can be used to assess resistance artery endothelial function in humans. Am. J. Cardiol. 87, 121-125 (2001).
  8. Higashi, Y., Yoshizumi, M. New methods to evaluate endothelial function: method for assessingendothelial function in humans using a strain-gauge plethysmography: nitric oxide-dependent and independent vasodilation. J. Pharmacol. Sci. 93, 399-404 (2003).
  9. Lind, L., Sarabi, M., Millgard, J. Methodological aspects of the evaluation of endothelium dependent vasodilatation in the human forearm. Clin. Physiol. 18, 81-87 (1998).
  10. Cheng, C., Diamond, J. J., Falkner, B. Functional capillary rarefaction in mild blood pressure elevation. Clinical and Translational Science. 1, 75-79 (2008).
  11. Cheng, C., Daskalakis, C., Falkner, B. Capillary rarefaction in treated and untreated hypertensive subjects. Therapeutic Advances in Cardiovascular Disease. 2, 79-88 (2008).
  12. Antonios, T. F., Singer, D. R., Markandu, N. D., Mortimer, P. S., MacGregor, G. A. Rarefaction of skin capillaries in borderline essential hypertension suggests an early structural abnormality. Hypertension. 34, 655-658 (1999).
  13. Noon, J. P., Walker, B. R., Webb, D. J., et al. Impaired microvascular dilatation and capillary rarefaction in young adults with a predisposition to high blood pressure. J. Clin. Invest. 99, 1873-1879 (1997).
  14. Antonios, T. F., Rattray, F. M., Singer, D. R., Markandu, N. D., Mortimer, P. S., MacGregor, G. A. Rarefaction of skin capillaries in normotensive offspring of individuals with essential hypertension. Heart. 89, 175-178 (2003).
  15. de Jongh, R. T., Ijzerman, R. G., Serne, E. H., et al. Visceral and truncal subcutaneous adipose tissue are associated with impaired capillary recruitment in healthy individuals. J. Clin. Endocrinol. Metab. 91, 5100-5106 (2006).
  16. de Jongh, R. T., Serne, E. H., Ijzerman, R. G., de Vries, G., Stehouwer, C. D. Free fatty acid levels modulate microvascular function: relevance for obesity-associated insulin resistance, hypertension, and microangiopathy. Diabetes. 53, 2873-2882 (2004).
  17. de Jongh, R. T., Serne, E. H., RG, I. J., Stehouwer, C. D. Microvascular function: a potential link betweensalt sensitivity, insulin resistance and hypertension. J. Hypertens. 25, 1887-1893 (2007).
  18. Ijzerman, R. G., Voordouw, J. J., Van Weissenbruch, M. M., et al. TNF-alpha levels are associated withskin capillary recruitment in humans: a potential explanation for the relationship between TNF-alpha and insulin resistance. Clin. Sci. (Lond). 110, 361-368 (2006).
  19. Yvonne-Tee, G. B., Rasool, A. H., Halim, A. S., Rahman, A. R. Noninvasive assessment of cutaneous vascular function in vivo using capillaroscopy, plethysmography and laser-Doppler instruments: its strengths and weaknesses. Clin. Hemorheol. Microcirc. 34, 457-473 (2006).
  20. Wilkinson, I. B., Webb, D. J. Venous occlusion plethysmography in cardiovascular research: methodology and clinical applications. Br. J. Clin. Pharmacol. 52, 631-646 (2001).
  21. Thijssen, D. H., Bleeker, M. W., Smits, P., Hopman, M. T. Reproducibility of blood flow and post-occlusive reactive hyperaemia as measured by venous occlusion plethysmography. Clin. Sci. (Lond). 108, 151-157 (2005).
  22. Leslie, S. J., Attina, T., Hultsch, E., et al. Comparison of two plethysmography systems in assessment of forearm blood flow. J. Appl. Physiol. 96, 1794-179 (2004).
  23. James, M. A., Tullett, J., Hemsley, A. G., Shore, A. C. Effects of aging and hypertension on the microcirculation. Hypertension. 47, 968-9674 (2006).
  24. Debbabi, H., Uzan, L., Mourad, J. J., Safar, M., Levy, B. I., Tibirica, E. Increased skin capillary density in treated essential hypertensive patients. Am. J. Hypertens. 19, 477-483 (2006).
  25. Serne, E. H., Gans, R. O., ter Maaten, J. C., Tangelder, G. J., Donker, A. J., Stehouwer, C. D. Impaired skincapillary recruitment in essential hypertension is caused by both functional and structural capillary rarefaction. Hypertension. 38, 238-242 (2001).
  26. Carpentier, P. H. New techniques for clinical assessment of the peripheral microcirculation. Drugs. 58, 17-22 (2001).
  27. Shore, A. C. Capillaroscopy and the measurement of capillary pressure. Br. J. Clin. Pharmacol. 50, 501-513 (2000).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Kapilleroskopin Kol Kan AkMikrovask ler FonksiyonPostokl zif Reaktif HiperemiKapiller Yo unlu uPletismografiT rnak Yata Kapillerlerin Kol Vask ler DirenciVazodilatasyon De erlendirmesi

İlgili makaleler