Avaliação da função vascular em pacientes com doença renal crônica

Summary

O grau de disfunção vascular e contribuindo mecanismos fisiológicos podem ser avaliados em pacientes com doença renal crônica através da medição do fluxo-mediada dilatação da artéria braquial, a velocidade da onda de pulso da aorta, e expressão da proteína de célula endotelial vascular.

Abstract

Pacientes com doença renal crônica (DRC) tem aumentado significativamente o risco de doença cardiovascular (DCV) em comparação com a população em geral, e isso é apenas parcialmente explicada por fatores de risco para DCV tradicionais. A disfunção vascular é um importante fator de risco não-tradicional, caracterizada por disfunção endotelial vascular (mais comumente avaliadas como deficientes endotélio-dependente dilatação [EDD]) e enrijecimento das grandes artérias elásticas. Embora existam várias técnicas para avaliar EDD e rigidez artéria elástica grande, o são mais comumente usado dilatação fluxo-mediada da artéria braquial (FMD _BA) e velocidade da onda de pulso da aorta (aPWV), respectivamente. Ambas as medidas não invasivas de disfunção vascular são preditores independentes de eventos cardiovasculares futuros em pacientes com e sem doença renal. Os pacientes com DRC demonstrar tanto prejudicada FMD _BA, e aumentou aPWV. Embora os mecanismos exatos pelos quais a disfunção vascular desenLops na DRC são completamente compreendidos, aumento do estresse oxidativo e conseqüente redução de óxido nítrico (NO) biodisponibilidade são importantes contribuintes. Alterações celulares no stress oxidativo pode ser avaliada através da recolha de células endoteliais vasculares a partir da veia antecubital e medição da expressão de marcadores de proteína de stress oxidativo por imunofluorescência. Nós fornecemos aqui uma discussão destes métodos para medir a febre aftosa _BA, aPWV e expressão da proteína de célula endotelial vascular.

Introduction

A doença renal crônica (DRC) é um importante problema de saúde pública que atinge proporções epidêmicas, afetando ~ 11,5% da população nos Estados Unidos sozinho ^1. O risco de morte cardiovascular ou um evento cardiovascular em pacientes com doença renal crônica é significativamente maior em comparação com a população em geral ^2-4. Embora os pacientes com DRC apresentam uma alta prevalência de fatores de risco cardiovascular tradicionais, isso só explica parte do seu aumento da incidência de doenças cardiovasculares (DCV) ^5. A disfunção vascular é um importante fator de risco cardiovascular não tradicional ganhando crescente reconhecimento no campo da nefrologia ^6-9.

Enquanto muitas mudanças provavelmente contribuem para o desenvolvimento de disfunção arterial, entre aqueles de maior preocupação é o desenvolvimento de disfunção endotelial vascular, mais comumente avaliado como auditivos dilatação dependente do endotélio (EDD), e endurecimento da large artérias elásticas ^10. Existem várias técnicas para avaliar EDD e rigidez artéria elástica grande, mas o mais comumente utilizados são a dilatação da artéria braquial mediada pelo fluxo FMD _BA e velocidade da onda de pulso da aorta (aPWV), respectivamente. Outra técnica comumente usada para avaliar EDD está medindo antebraço resposta do fluxo sanguíneo para agentes farmacológicos tais como a acetilcolina, utilizando oclusão venosa pletismografia ^11,12. No entanto, esta metodologia requer cateterização da artéria braquial, que é mais invasivo do que a febre aftosa _BA e pode ser contra-indicado em pacientes com DRC. Uma técnica alternativa para avaliar a rigidez arterial é medir a complacência arterial local (o inverso da rigidez) da artéria carótida, embora isso não seja tão amplamente utilizado ou validado com desfechos clínicos como aPWV ^13.

Os pacientes com DRC demonstrar tanto prejudicada FMD _BA ^14-16 e aumento da velocidade da onda de pulso da aorta-aPWV ^13,17,18, mesmo antes de precisar de diálise. É importante do ponto de vista clínico, essas duas medidas não invasivas de disfunção vascular são preditores independentes de eventos cardiovasculares e mortalidade, tanto em pacientes com DRC ^19-21, bem como em outras populações ^22-26. Estas técnicas podem ser aplicadas ao estudo de várias populações de risco de DCV, incluindo pacientes com DRC.

Os mecanismos exatos pelos quais a disfunção arterial desenvolve na DRC são completamente compreendida; No entanto, o óxido nítrico reduzida (NO) a biodisponibilidade é um contribuinte crítico ^27-30 e um mecanismo comum de ambos auditivos EDD e aumento da rigidez arterial ^10,31. Em DRC, estresse oxidativo é aumentada e contribui para a redução da biodisponibilidade ^32-34. O estresse oxidativo é definido como biodisponibilidade excessiva de espécies reativas de oxigênio (ROS) em relação às defesas antioxidantes. Estímulos fisiológicos, including sinalização inflamatória, promover sistemas de enzimas oxidantes para produzir ROS, incluindo ânion superóxido (O ₂ ● ^-) (por exemplo, a enzima oxidante NADPH oxidase.) ^35. A produção de superóxido leva a um reduz a biodisponibilidade de óxido nítrico (NO).

Prejudicada biodisponibilidade por sua vez pode contribuir para o desenvolvimento da DRC, como a disfunção endotelial é um preditor independente de CKD incidente ^36. Isto é consistente com os dados de animal, indicando que a inibição da eNOS induz hipertensão (sistêmica e glomerular), isquemia glomerular, glomeruloesclerose, e túbulo-intersticial lesão ^37. De fato, redução da biodisponibilidade parece ser necessário para o desenvolvimento e progressão da doença renal experimental que imita a doença humana, sugerindo um papel fundamental para a disfunção endotelial em CKD humano ^38,39.

Os marcadores de estresse oxidativo vascular pode ser avaliada em vascular células endoteliais coletadas de sujeitos da pesquisa, usando uma técnica originalmente desenvolvida por Colombo et al. ⁴⁰ e modificado Seals et al ^41-43. Usando 2 estéreis J-fios, as células são recolhidas a partir da veia antecubital, recuperadas, fixadas e depois positivamente identificado como as células endoteliais e analisados ​​para a expressão de proteínas de interesse utilizando a imunofluorescência.

Nós fornecemos aqui uma discussão sobre essa metodologia que pode ser utilizada para a) medida FMD _BA; b) medir aPWV; c) medir a expressão de proteínas da célula endotelial vascular de marcadores de estresse oxidativo. O foco está em pacientes com DRC, não necessitando de diálise crônica.

Protocol

Este protocolo segue as diretrizes do Conselho de Revisão Institucional Múltipla Colorado (COMIRB). 1. Preparação para a sessão de testes Os participantes devem seguir estas restrições para medições mais precisas: 12 hr rápido de alimentos e cafeína, 12 hr contenção de exercício, 12 hr restrição de fumar, se,> 4 contenção meia-vida aplicável a partir de medicamentos, se possível (pode não ser viável em um população, tais como pacientes com DRC), e…

Representative Results

FMD BA é quantificada como a variação de pico no diâmetro da artéria braquial seguinte hiperemia reactiva. Assim, o diâmetro em repouso é comparado com o diâmetro após o final de um período de 5 min manga de pressão arterial de oclusão (Figura 1). O painel A mostra uma imagem representativa de ultra-som da artéria braquial e Painel B mostra um gráfico da onda R mudança fechado em diâmetro de liberação do manguito de 2 min seguinte, obtida através de software disponível com…

Discussion

Obtenção de resultados precisos para a febre aftosa _BA e aPWV requer a aquisição de imagens de ultra-som de alta qualidade e formas de onda de pressão, respectivamente. Central para isso é formação adequada e contínua ea utilização de cada técnica pelo operador ^44. Além disso, é fundamental para controlar o maior número de variáveis ​​externas que possam influenciar os resultados como possível padronizar a sessão de testes (por exemplo, antes de 12 horas rápido, clim…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
J-wire	St. Jude	404584	2 per collection
Disposable shorts (MediShorts)	Quick Medical	4507
Non-invasive hemodynamic workstation (NIHem)	Cardiovascualr Engineering	N/A	Includes custom ruler.  An alternate system is the Sphygmocor
Ultrasound	G.E.	Model: Vivid7 Dimension	We use a G.E., but there are many companies and models
Vascular software (Vascular Imager)	Medical Imaging Applications	N/A
R-wave trigger box	Medical Imaging Applications	N/A	custom made
Rapid Cuff Inflation System	Hokanson	Model: Hokanson E20
Forearm blood pressure cuff	Hokanson	N/A	custom cuff with 6.5 x 34 cm bladder
HUVECs	Invitrogren	C-015-5C
Donkey serum	Jackson	017-000-121
Pap pen	Research Products International	195505
VE Cadherin	Abcam	ab33168
AF568	Life Technologies	A11011	depends on specifications of microscpe
AF488	Life Technologies	A11034	depends on specifications of microscpe
Nitrotyrosine antibody	Abcam	ab7048
NADPH oxidase antibody	Upstate	07-001
DAPI	Vector	H-1200
Delicate task wipe (Kimwipe)	Fisher Scientific	06-666-A
Plastic paraffin film (parafilm)	Fisher Scientific	13-374-10
Confocal microscope	Olympus	Model: FV1000 FCS/RICS	many options exist