Summary

تقييم وظيفة الأوعية الدموية في المرضى الذين يعانون من مرض الكلى المزمن

Published: June 16, 2014
doi:

Summary

درجة ضعف الأوعية الدموية والمساهمة الآليات الفسيولوجية يمكن تقييمها في المرضى الذين يعانون من مرض الكلى المزمن عن طريق قياس العضدية الشريان تدفق بوساطة تمدد، الأبهر نبض سرعة الموجة، والأوعية الدموية البطانية التعبير بروتين الخلية.

Abstract

المرضى الذين يعانون من مرض مزمن في الكلى (كد) قد زادت بشكل ملحوظ خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية بالمقارنة مع السكان عامة، ويفسر هذا جزئيا فقط عن عوامل خطر الأمراض القلبية الوعائية التقليدية. ضعف الأوعية الدموية هو عامل خطر غير التقليدية الهامة، والتي تتميز ضعف بطانة الأوعية الدموية (تقييم الأكثر شيوعا في قيمتها تعتمد على البطانة تمدد [EDD]) وتشنج الشرايين مرنة كبيرة. في حين وجود تقنيات مختلفة لتقييم EDD وتصلب الشرايين الكبيرة المرنة، والأكثر شيوعا هي الشريان العضدي بوساطة تدفق للدم (FMD BA) والأبهر سرعة نبض الموجة (aPWV)، على التوالي. كل من هذه التدابير موسع ضعف الأوعية الدموية هي تنبئ مستقلة للأحداث القلب والأوعية الدموية في المستقبل في المرضى الذين يعانون من أمراض الكلى وبدون. المرضى الذين يعانون من كد تثبت على حد سواء ضعف الحمى القلاعية على درجة البكالوريوس، وزيادة aPWV. في حين أن الآليات الدقيقة التي ضعف الأوعية الدموية ديفييشذب في كد وغير مفهومة، وزيادة الاكسدة وانخفاض لاحق في اكسيد النيتريك (NO) التوافر البيولوجي هي المساهمة الهامة. التغيرات الخلوية في الاكسدة يمكن تقييمها من خلال جمع خلايا بطانة الأوعية الدموية من الوريد المرفقية وقياس البروتين التعبير عن علامات الاكسدة باستخدام المناعي. نحن نقدم هنا مناقشة هذه الأساليب لقياس مرض الحمى القلاعية على درجة البكالوريوس، aPWV، والأوعية الدموية البطانية التعبير بروتين الخلية.

Introduction

مرض مزمن في الكلى (كد) هو مصدر قلق كبير للصحة العامة التي وصلت إلى مستويات وبائية، والتي تؤثر ~ 11.5٪ من السكان في الولايات المتحدة وحدها 1. يتم زيادة خطر الموت القلب والأوعية الدموية أو الحدث القلب والأوعية الدموية في المرضى الذين يعانون من كد بكثير بالمقارنة مع عامة السكان 2-4. على الرغم من أن المرضى الذين يعانون من كد تظهر ارتفاع معدل انتشار عوامل الخطر التقليدية القلب والأوعية الدموية، وهذا يفسر جزءا فقط من لهم زيادة حدوث أمراض القلب والأوعية الدموية (الأمراض القلبية الوعائية) 5. ضعف الأوعية الدموية هو عامل خطر غير تقليدية القلب والأوعية الدموية المهم كسب اعتراف متزايد في مجال أمراض الكلى 6-9.

بينما العديد من التغييرات من المرجح أن تسهم في تطوير ضعف الشرايين، من بين تلك الأكثر إثارة للقلق هي تطوير ضعف بطانة الأوعية الدموية، المقررة الأكثر شيوعا في قيمتها تعتمد على البطانة تمدد (EDD)، وتشنج لللاRGE الشرايين مرنة 10. توجد تقنيات مختلفة لتقييم EDD وتصلب الشرايين مرنة كبيرة، ولكن الأكثر شيوعا هي الشريان العضدي بوساطة تدفق تمدد الحمى القلاعية BA الأبهر وسرعة نبض الموجة (aPWV)، على التوالي. آخر تقنية تستخدم عادة لتقييم EDD يتم قياس استجابة الساعد تدفق الدم إلى وكلاء الدوائية مثل أستيل باستخدام الوريدي انسداد تخطيط التحجم 11،12. ومع ذلك، وهذا يتطلب منهجية القسطرة من الشريان العضدي، والتي هي أكثر الغازية من مرض الحمى القلاعية على درجة البكالوريوس، ويمكن بطلان في المرضى الذين يعانون من كد. تقنية بديلة لتقييم تصلب الشرايين هو لقياس الامتثال الشرياني المحلية (معكوس صلابة) من الشريان السباتي، على الرغم من أن هذه ليست كما تستخدم على نطاق واسع أو التأكد من صلاحيتها مع النهاية السريرية كما aPWV 13.

المرضى الذين يعانون من كد تثبت على حد سواء ضعف الحمى القلاعية BA 14-16 الأبهر وزيادة نبض سرعة الموجة ا ف بWV 13،17،18، حتى قبل الحاجة لغسيل الكلى. الأهم من وجهة نظر سريرية، وكلاهما من هذه التدابير موسع ضعف الأوعية الدموية هي تنبئ مستقلة للأحداث القلب والأوعية الدموية في المستقبل على حد سواء والوفيات في المرضى الذين يعانون من كد 19-21، وكذلك في غيرهم من السكان 22-26. هذه التقنيات يمكن تطبيقها على دراسة مختلف السكان المعرضين لخطر الأمراض القلبية الوعائية، بما في ذلك المرضى الذين يعانون من كد.

وغير مفهومة تماما الآليات الدقيقة التي ضعف الشرايين يتطور في كد؛ ومع ذلك، خفضت أكسيد النيتريك (NO) التوافر البيولوجي هو المساهم الحرجة 27-30 وآلية المشتركة لكلا ضعاف EDD وزيادة تصلب الشرايين 10،31. في كد، وزيادة الاكسدة ويساهم في خفض NO التوافر البيولوجي 32-34. يتم تعريف الاكسدة كما التوافر البيولوجي المفرط للأنواع الاكسجين التفاعلية (ROS) نسبة إلى الدفاعات المضادة للأكسدة. المنبهات الفسيولوجية، المؤتمر الوطني العراقيluding إشارات التهابات، وتعزيز نظم الانزيم المؤكسد لإنتاج ROS، بما في ذلك أنيون الفائق (O 2-) (على سبيل المثال، انزيم أوكسيديز NADPH أكسدة.) 35. إنتاج الفائق يؤدي في النهاية إلى يقلل من التوافر البيولوجي من أكسيد النيتريك (NO).

ضعاف NO التوافر الحيوي قد يساهم بدوره في تطوير كد، واختلال وظيفي البطانية هو مؤشرا مستقلا للحادث كد 36. وهذا يتفق مع البيانات الحيوانية مشيرا إلى أن ارتفاع ضغط الدم يؤدي الى تثبيط أنوش (النظامية والكبيبي)، نقص التروية الكبيبي، الكبيبات، وانبوبية الخلالي إصابة 37. في الواقع، يبدو خفض NO التوافر البيولوجي الضرورية لتطور وتقدم مرض الكلى التجريبية التي تحاكي الأمراض التي تصيب البشر، مما يشير إلى الدور الرئيسي لاختلال وظيفي البطانية في كد الإنسان 38،39.

يمكن تقييم علامات الاكسدة الأوعية الدموية في الخامسascular الخلايا البطانية التي تم جمعها من الموضوعات البحثية الإنسان، وذلك باستخدام تقنية ضعت أصلا من قبل كولومبو وآخرون 40 وتعديل الأختام وآخرون 41-43. باستخدام 2 العقيمة J-الأسلاك، يتم جمع الخلايا من الوريد المرفقية، تعافى، ثابتة، وبعد ذلك حددت بشكل إيجابي كما الخلايا البطانية وتحليلها من أجل التعبير عن البروتينات ذات الاهتمام باستخدام المناعي.

نحن نقدم هنا مناقشة هذه المنهجية التي يمكن استخدامها لأ) تدبير الحمى القلاعية BA؛ ب) قياس aPWV؛ ج) قياس الأوعية الدموية البطانية التعبير البروتين خلية من علامات الاكسدة. وينصب التركيز على المرضى الذين يعانون من كد، لا تتطلب غسيل الكلى المزمن.

Protocol

هذا البروتوكول يتبع المبادئ التوجيهية كولورادو متعددة مجلس المراجعة المؤسساتي (COMIRB). 1. التحضير لاختبار الدورة ينبغي للمشاركين اتبع القيود المفروضة على قياسات أدق: 12 ساعة بسرعة م?…

Representative Results

وكميا الحمى القلاعية BA كما تغير الذروة في قطر الشريان العضدي التالية تبيغ رد الفعل. وبالتالي، تتم مقارنة في بقية القطر لقطر بعد انتهاء فترة 5 دقائق ضغط الدم الكفة انسداد (الشكل 1). لوحة ويظهر صورة الموجات فوق الصوتية ممثل الشريان العضدي، وفريق B يعرض الر?…

Discussion

الحصول على نتائج دقيقة لمرض الحمى القلاعية وBA aPWV يتطلب الحصول على صور الموجات فوق الصوتية عالية الجودة والطول الموجي الضغط، على التوالي. المركزية لهذا هو التدريب المناسب والمستمر واستخدام كل تقنية من قبل المشغل 44. بالإضافة إلى ذلك، فمن الأهمية بمكان للس?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

المؤلفين أشكر نينا Bispham للحصول على المساعدة الفنية لها. وأيد هذا العمل من قبل جمعية القلب الأمريكية (12POST11920023)، والمعاهد الوطنية للصحة (K23DK088833، K23DK087859).

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 

Referencias

  1. Levey, A. S., et al. A new equation to estimate glomerular filtration rate. Ann Intern Med. 150, 604-612 (2009).
  2. Foley, R. N., Parfrey, P. S., Sarnak, M. J. Epidemiology of cardiovascular disease in chronic renal disease. J Am Soc Nephrol. 9, (1998).
  3. Parfrey, P. S., Harnett, J. D. Cardiac disease in chronic uremia. Pathophysiology and clinical epidemiology. Asaio J. 40, 121-129 (1994).
  4. Schiffrin, E. L., Lipman, M. L., Mann, J. F. Chronic kidney disease: effects on the cardiovascular system. Circulation. 116, 85-97 (2007).
  5. Sarnak, M. J., et al. Cardiovascular disease risk factors in chronic renal insufficiency. Clin Nephrol. 57, 327-335 (2002).
  6. Kendrick, J., Chonchol, M. B. Nontraditional risk factors for cardiovascular disease in patients with chronic kidney disease. Nat Clin Pract Nephrol. 4, 672-681 (2008).
  7. Bellasi, A., Ferramosca, E., Ratti, C. Arterial stiffness in chronic kidney disease: the usefulness of a marker of vascular damage. Int J Nephrol. 2011, (2011).
  8. vander Zee, S., Baber, U., Elmariah, S., Winston, J., Fuster, V. Cardiovascular risk factors in patients with chronic kidney disease. Nat Rev Cardiol. 6, 580-589 (2009).
  9. Malyszko, J. Mechanism of endothelial dysfunction in chronic kidney disease. Clinica chimica acta; international journal of clinical chemistry. 411, 1412-1420 (2010).
  10. Lakatta, E. G., Levy, D. Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: Part I: aging arteries: a "set up" for vascular disease. Circulation. 107, 139-146 (2003).
  11. Seals, D. R., Jablonski, K. L., Donato, A. J. Aging and vascular endothelial function in humans. Clin Sci (Lond). 120, 357-375 (2011).
  12. Jablonski, K. L., et al. Dietary sodium restriction reverses vascular endothelial dysfunction in middle-aged/older adults with moderately elevated systolic blood pressure. J Am Coll Cardiol. 61, 335-343 (2013).
  13. Briet, M., et al. Arterial stiffness and enlargement in mild-to-moderate chronic kidney disease. Kidney Int. 69, 350-357 (2006).
  14. Thambyrajah, J., et al. Abnormalities of endothelial function in patients with predialysis renal failure. Heart. 83, 205-209 (2000).
  15. Ghiadoni, L., et al. Effect of acute blood pressure reduction on endothelial function in the brachial artery of patients with essential hypertension. J Hypertens. 19, 547-551 (2001).
  16. Yilmaz, M. I., et al. The determinants of endothelial dysfunction in CKD: oxidative stress and asymmetric dimethylarginine. Am J Kidney Dis. 47, 42-50 (2006).
  17. Wang, M. C., Tsai, W. C., Chen, J. Y., Huang, J. J. Stepwise increase in arterial stiffness corresponding with the stages of chronic kidney disease. Am J Kidney Dis. 45, 494-501 (2005).
  18. Shinohara, K., et al. Arterial stiffness in predialysis patients with uremia. Kidney Int. 65, 936-943 (2004).
  19. Karras, A., et al. Large artery stiffening and remodeling are independently associated with all-cause mortality and cardiovascular events in chronic kidney disease. Hypertension. 60, 1451-1457 (2012).
  20. Pannier, B., Guerin, A. P., Marchais, S. J., Safar, M. E., London, G. M. Stiffness of capacitive and conduit arteries: prognostic significance for end-stage renal disease patients. Hypertension. 45, 592-596 (2005).
  21. Yilmaz, M. I., et al. Vascular health, systemic inflammation and progressive reduction in kidney function; clinical determinants and impact on cardiovascular outcomes. Neprhol Dial Transplant. 26, 3537-3543 (2011).
  22. Sutton-Tyrrell, K., et al. Elevated aortic pulse wave velocity, a marker of arterial stiffness, predicts cardiovascular events in well-functioning older adults. Circulation. 111, 3384-3390 (2005).
  23. Tanaka, H., DeSouza, C. A., Seals, D. R. Absence of age-related increase in central arterial stiffness in physically active women. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 18, 127-132 (1998).
  24. Mitchell, G. F., et al. Arterial stiffness and cardiovascular events: the Framingham Heart Study. Circulation. 121, 505-511 (2010).
  25. Yeboah, J., Crouse, J. R., Hsu, F. C., Burke, G. L., Herrington, D. M. Brachial flow-mediated dilation predicts incident cardiovascular events in older adults: the Cardiovascular Health Study. Circulation. 115, 2390-2397 (2007).
  26. Shechter, M., et al. Long-term association of brachial artery flow-mediated vasodilation and cardiovascular events in middle-aged subjects with no apparent heart disease. Int J Cardiol. 134, 52-58 (2009).
  27. Baylis, C. Nitric oxide deficiency in chronic kidney disease. Am J Physiol Renal Physiol. 294, (2008).
  28. Wever, R., et al. Nitric oxide production is reduced in patients with chronic renal failure. Arterioscler Thromb Vasc. 19, 1168-1172 (1999).
  29. Endemann, D. H., Schiffrin, E. L. Endothelial dysfunction. J Am Soc Nephrol. 15, 1983-1992 (2004).
  30. Hasdan, G., et al. Endothelial dysfunction and hypertension in 5/6 nephrectomized rats are mediated by vascular superoxide. Kidney Int. 61, 586-590 (2002).
  31. Chue, C. D., Townend, J. N., Steeds, R. P., Ferro, C. J. Arterial stiffness in chronic kidney disease: causes and consequences. Heart. 96, 817-823 (2010).
  32. Dupont, J. J., Farquhar, W. B., Townsend, R. R., Edwards, D. G. Ascorbic acid or L-arginine improves cutaneous microvascular function in chronic kidney disease. J Appl Physiol. 111, (2011).
  33. Oberg, B. P., et al. Increased prevalence of oxidant stress and inflammation in patients with moderate to severe chronic kidney disease. Kidney Int. 65, 1009-1016 (2004).
  34. Cachofeiro, V., et al. Oxidative stress and inflammation, a link between chronic kidney disease and cardiovascular disease. Kidney Int Suppl. (111), (2008).
  35. Vila, E., Salaices, M. Cytokines and vascular reactivity in resistance arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 288, (2005).
  36. Perticone, F., et al. Endothelial dysfunction and subsequent decline in glomerular filtration rate in hypertensive patients. Circulation. 122, 379-384 (2010).
  37. Zatz, R., Baylis, C. Chronic nitric oxide inhibition model six years on. Hypertension. 32, 958-964 (1998).
  38. Nakagawa, T., Johnson, R. J. Endothelial nitric oxide synthase. Contrib Nephrol. 170, 93-101 (2011).
  39. Muller, V., Tain, Y. L., Croker, B., Baylis, C. Chronic nitric oxide deficiency and progression of kidney disease after renal mass reduction in the C57Bl6 mouse. Am J Nephrol. 32, 575-580 (2010).
  40. Colombo, P. C., et al. Biopsy coupled to quantitative immunofluorescence: a new method to study the human vascular endothelium. J Appl Physiol. 92, 1331-1338 (2002).
  41. Donato, A. J., Black, A. D., Jablonski, K. L., Gano, L. B., Seals, D. R. Aging is associated with greater nuclear NFkappaB, reduced IkappaBalpha, and increased expression of proinflammatory cytokines in vascular endothelial cells of healthy humans. Aging Cell. 7, 805-812 (2008).
  42. Donato, A. J., et al. Direct evidence of endothelial oxidative stress with aging in humans: relation to impaired endothelium-dependent dilation and upregulation of nuclear factor-kappaB. Circ Res. 100, 1659-1666 (2007).
  43. Jablonski, K. L., Chonchol, M., Pierce, G. L., Walker, A. E., Seals, D. R. 25-Hydroxyvitamin D deficiency is associated with inflammation-linked vascular endothelial dysfunction in middle-aged and older adults. Hypertension. 57, 63-69 (2011).
  44. 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, 257-265 (2002).
  45. Harris, R. A., Nishiyama, S. K., Wray, D. W., Richardson, R. S. Ultrasound assessment of flow-mediated dilation. Hypertension. 55, 1075-1085 (2010).
  46. Donald, A. E., et al. Methodological approaches to optimize reproducibility and power in clinical studies of flow-mediated dilation. J Am Coll Cardiol. 51, 1959-1964 (2008).
  47. Widlansky, M. E. Shear stress and flow-mediated dilation: all shear responses are not created equally. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 296, (2009).
  48. Stewart, A. D., Millasseau, S. C., Kearney, M. T., Ritter, J. M., Chowienczyk, P. J. Effects of inhibition of basal nitric oxide synthesis on carotid-femoral pulse wave velocity and augmentation index in humans. Hypertension. 42, 915-918 (2003).
  49. Lantelme, P., Mestre, C., Lievre, M., Gressard, A., Milon, H. Heart rate: an important confounder of pulse wave velocity assessment. Hypertension. 39, 1083-1087 (2002).
  50. Jablonski, K. L., Seals, D. R., Eskurza, I., Monahan, K. D., Donato, A. J. High-dose ascorbic acid infusion abolishes chronic vasoconstriction and restores resting leg blood flow in healthy older men. J Appl Physiol. 103, 1715-1721 (2007).
check_url/es/51478?article_type=t

Play Video

Citar este artículo
Jablonski, K. L., Decker, E., Perrenoud, L., Kendrick, J., Chonchol, M., Seals, D. R., Jalal, D. Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease. J. Vis. Exp. (88), e51478, doi:10.3791/51478 (2014).

View Video