Avaliação ultra-som de endotelial-dependente do fluxo vasodilatação mediada da artéria braquial em Pesquisa Clínica

Summary

A disfunção endotelial está associada a diversas doenças e é preditivo de eventos cardiovasculares adversos em seres humanos. Vasodilatação mediada pelo fluxo (FMD) é um método de ultra-som não invasivo de avaliação da função endotelial. As escolhas metodológicas e experiência do operador podem afetar os resultados. Uma abordagem sistemática à febre aftosa em estudos humanos é discutido aqui.

Abstract

O endotélio vascular é uma camada única de células que cobrem o interior dos vasos sanguíneos e fornecer ambas as funções estruturais e funcionais. O endotélio actua como uma barreira, impedindo a adesão de leucócitos e de agregação, bem como controlar a permeabilidade a componentes do plasma. Funcionalmente, o endotélio afecta tom navio.

A disfunção endotelial é um desequilíbrio entre as espécies químicas que regulam tom navio, thombroresistance, a proliferação celular e a mitose. Este é o primeiro passo na aterosclerose, e está associado com a doença das artérias coronárias, doença arterial periférica, insuficiência cardíaca, hipertensão e hiperlipidemia.

A primeira demonstração de disfunção endotelial envolvida infusão direta da acetilcolina e angiografia coronária quantitativa. A acetilcolina se liga aos receptores muscarínicos na superfície das células endoteliais, que conduz a um aumento de cálcio intracelular e aumentou nióxido de tric (NO). Em indivíduos com um endotélio intacto, a vasodilatação foi observada enquanto indivíduos com lesão endotelial experimentado vasoconstrição paradoxal.

Existe, um método não-invasivo in vivo para medir a função endotelial em artérias periféricas usando alta resolução de modo B ultra-som. A função endotelial de artérias periféricas está intimamente relacionada com a função da artéria coronária. Esta técnica mede a variação percentual do diâmetro da artéria braquial, durante um período de hiperemia reactiva seguinte isquemia.

Esta técnica, conhecida como, a vasodilatação fluxo-mediada endotélio-dependente (FMD) tem valor em ambiente de pesquisa clínica. No entanto, uma série de questões fisiológicas e técnicas podem afetar a precisão dos resultados e orientações adequadas para a técnica foram publicados. Apesar das orientações, a febre aftosa continua fortemente dependente do operador e apresenta uma curva de aprendizagem.Este artigo apresenta um método padronizado para medir a febre aftosa na artéria braquial no braço e oferece sugestões para reduzir a variabilidade intra-operador.

Introduction

O endotélio vascular humano fornece funções estruturais e funcionais do organismo. Em secções histológicas, o endotélio parece pequena, compreendendo uma fina camada de células de 1-2 microns de espessura o assento sobre uma camada de células de músculo liso (a) meios de comunicação e de uma camada espessa de tecido conjuntivo (adventícia). Tomado como um todo, o endotélio fornece uma ampla área para a troca de informações entre o sangue eo tecido do músculo liso vascular. De acordo com uma estimativa, uma área da secção transversal de 700 m ^2, e uma massa de 1,000-1,500 gramas de um homem de 70 kg é comparável em massa para o fígado ^1. Um endotélio saudável permite mecânico para a transdução do sinal químico para manter a homeostase dos vasos sanguíneos. A disfunção endotelial é um desequilíbrio destes mediadores e o primeiro passo na doença vascular, presente antes da evidência histológica de aterosclerose. Um, o método não-invasivo in vivo para quantificar a função vasodilatadora do humanoexiste artéria. Este método, dependente do endotélio, mediada pelo fluxo vasodilatação (FA) é amplamente utilizado em ensaios clínicos.

O endotélio actua como uma componente estrutural da vasculatura e fabricar os componentes da matriz extracelular, tais como fibronectina e glicosaminoglicanos ^2. Mudanças de longo prazo no fluxo sanguíneo e lesão aguda da artéria pode levar a mudanças estruturais. Funcionalmente, as células endoteliais vasculares participar na regulação do tônus ​​dos vasos, processos inflamatórios, antithrombosis, e anticoagulação. As células endoteliais através de endotelina afectar vasoconstrição enquanto a vasodilatação mediada por óxido nítrico (NO), prostaciclina, e factor de hiperpolarizante derivado do endotélio (EDHF) ^3-6.

A disfunção endotelial é uma disfunção de qualquer um desses mediadores e o primeiro passo na aterosclerose. Não surpreendentemente, como um mecanismo de doença, que está associada com um número de clinicamente importantecondições tais como a doença arterial coronariana, hipertensão arterial e diabetes mellitus ^7-11. É importante notar que a disfunção endotelial pode ser observado em indivíduos sem a doença cardiovascular é diagnosticada e preditivo de futuros eventos cardiovasculares ^7,12,13. Uma medida da disfunção endotelial, em combinação com o escore de Framingham, pode fornecer informação prognóstica adicional acima ou medida sozinho ^14.

As medidas de disfunção endotelial pode envolver a infusão directa de um agente farmacológico. Intercoronária infusão de acetilcolina, por exemplo, combinada com angiografia quantitativa demonstra a vasodilatação nos indivíduos com um endotélio intacto. No entanto, os indivíduos com experiência dano endotelial vasoconstrição paradoxal. ¹⁵ nas artérias periféricas, a infusão de um agente farmacológico com a medição de fluxo por pletismografia indicador de tensão é possível ^16.

Agentes que afetam diretamente o endotélio e obter um sinal químico são chamados vasodilatadores dependentes do endotélio. A acetilcolina, por exemplo, actua sobre os receptores muscarínicos em células endoteliais, que conduz a um aumento da concentração de cálcio intracelular, a activação do óxido nítrico sintase e vasodilatação. Agentes que afetam a vasodilatação, sem envolvimento do endotélio são chamados de agentes independentes do endotélio. A nitroglicerina, por exemplo, activa-ciclase solúvel guanilo e cíclico de guanosina-3 ', – 5'-monophasphate (cGMP) que medeia a vasodilatação na parede do vaso por meio de proteínas quinases regulando as concentrações intracelulares de cálcio ^17.

Não é um método não-invasivo in vivo para quantificar a disfunção endotelial introduzido por Celermajer e associados chamado "fluxo-mediada, vasodilatação endotélio-dependente" (FMD) ^18. Resumidamente, as alterações de fluxo sanguíneo arterial de corte aberta tensão sensível a iões chanNels no endotélio. O sinal é, através de uma cascata tranduced segundo mensageiro e activa óxido nítrico sintase endotelial (eNOS), a geração de NO. Esta espécie se difunde através da membrana celular para células de músculo liso (SMC) vizinhos. Dentro do SMC, o sinal é transduzida, reduzindo a concentração de cálcio intracelular, e que afectam a relaxação de vasos ^19. O diâmetro do lúmen da artéria aumenta, levando a um aumento do fluxo de sangue em conformidade com a equação de Hagen-Poiseullie. O efeito da febre aftosa pode ser suprimida com a administração de um inibidor da sintase de NO, tais como mono-metilarginina (L-NMMA) ^20.

De Celermajer et al. Trabalho inovador tem permitido o uso de alta resolução de modo B ultra-som para avaliar a mudança no diâmetro da artéria durante a hiperemia reativa que se segue isquemia. Nesta técnica, um sujeito humano repousa supina e o diâmetro da artéria braquial é medido num plano longitudinal. Um pressu-sanguemanguito re é utilizado para produzir a isquemia do membro. Após a libertação da braçadeira de pressão sanguínea do diâmetro da artéria é medido de novo. A rápida mudança na tensão de cisalhamento é o estímulo para vasodilatação mediada pelo NO. Uma equação simples descreve a mudança no diâmetro em relação ao diâmetro da linha de base (Equação 1). Uma discussão completa dos parâmetros do diâmetro equação, hiperemia e de linha de base, pode ser encontrada no Protocolo e Resultados secções.

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Equation 1: Percent FMD

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Em vários estudos, a percentagem de febre aftosa foi encontrado na predição de eventos cardiovasculares em pacientes com doença cardiovascular estabelecida ^21-24. A correlação entre braquial por cento da artéria coronária febre aftosa e febre aftosa foi criada por Anderson et al., Demôniostrating uma ligação entre as medidas periféricas e as alterações isquêmicas mais clinicamente relevantes para o coração ^25. O DFM não demonstram a vasodilatação máxima do vaso. Para avaliar isto, a febre aftosa pode ser seguido por dependente do endotélio, a vasodilatação mediada por nitroglicerina do mesmo recipiente.

Há questões técnicas que afetam a medição da percentagem de febre aftosa. Desde a introdução da técnica, diversos estudos demonstraram um elevado grau de intra-e inter-sujeito operador Variabilidade ^26. Tem sido mostrado que os factores fisiológicos tais como o fumo do cigarro, os medicamentos anti-hipertensores, hora do dia, estado de jejum e afectar cento da febre aftosa. Do mesmo modo, as escolhas técnicas, tais como a posição da braçadeira em relação ao local de medição e duração de oclusão têm demonstrado afectar a medição de ^27,28. Orientações foram publicados que descrevem o consenso atual e permitir a padronização da técnica entrelaboratórios ^19,29.

Apesar do consenso em evolução na técnica, a vasodilatação mediada pelo fluxo continua fortemente dependente do operador com uma longa curva de aprendizado. Corretti, por exemplo, recomenda as sonographer completa 100 exames sob a supervisão de um pesquisador experiente antes de operar de forma independente. Para manter um nível de conhecimento adequado, é recomendado que os técnicos completos 100 scans por ano. Para os investigadores, com uma pequena amostra da população e recursos limitados, a curva de aprendizado representa uma barreira à entrada. Este artigo irá demonstrar um método para a vasodilatação mediada por fluxo da artéria braquial no braço e oferecer sugestões técnicas para reduzir a variabilidade intra-operador.

Protocol

O procedimento a seguir, desenvolvido como parte de um estudo iniciado pelo investigador, foi analisado e aprovado pela Universidade da Califórnia, San Francisco (UCSF) Comissão de Pesquisa em Seres Humanos (CDH) e todos os participantes deram consentimento informado. 1 Equipamento Use um sistema de captura de imagem ECG fechado para registrar e analisar a febre aftosa. Conecte um ultra-som Philips HD11 a um PC desktop. Conecte um sinal de vídeo do ultra-som com um ca…

Representative Results

As principais variáveis ​​de vasodilatação mediada pelo fluxo estão apresentados na Tabela 1. Variável Descrição Velocidade média (cm / s) A velocidade arterial média de sangue no meio de 50% da luz, durante um ciclo cardíaco estimada a partir de formas de onda do espectro de Doppler, proporcional ao fluxo sanguíneo e inversamente proporcional …

Discussion

A disfunção endotelial é um desequilíbrio nos mediadores químicos que afectam tom recipiente e um passo inicial no desenvolvimento da aterosclerose. Medir a reatividade de uma artéria é uma forma de avaliar o estado destas vias químicas. Existem dois métodos diretos e indiretos de avaliação da reatividade para os diferentes leitos vasculares, variando de infusão direta de um agonista endotélio na circulação coronária para não-invasivo, a análise da forma de onda de pulso no dedo indicador ^38.</sup…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Philips HD 11XE ultrasound	Philips Healthcare
5-12 MHz linear array transducer	Philips Healthcare	L12-5
Ultrasound gel	Parker Laboratories
Vascular Research Tools v.5.0	Medical Imaging Applications, LLC
MIA Gating module	Medical Imaging Applications, LLC
Desktop PC	Dell, Inc
Windows XP	Microsoft, Inc
5 cm tourniquet blood pressure cuff	Hokanson	SC 5
Hand-held aneroid manometer	Welch Allyn	DS66