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Medicina

L'évaluation de la fonction vasculaire chez les patients atteints de maladie rénale chronique

Published: June 16, 2014
doi:
10.3791/51478
, , , , , ,
1Division of Renal Diseases and Hypertension,University of Colorado, Denver, 2Department of Integrative Physiology,University of Colorado, Boulder

Summary

Le degré de dysfonction vasculaire et contribuer mécanismes physiologiques peut être évaluée chez les patients atteints de maladie rénale chronique par la mesure de la dilatation de l'artère brachiale médiée par le flux, la vitesse des ondes de pulsation aortique et vasculaire endothéliale expression de la protéine de la cellule.

Abstract

Les patients atteints de maladie rénale chronique (IRC) ont augmenté de façon significative le risque de maladies cardiovasculaires (MCV) par rapport à la population générale, et ce n'est que partiellement expliqué par des facteurs de risque traditionnels de MCV. Dysfonction vasculaire est un important facteur de risque de non-traditionnelle, caractérisée par un dysfonctionnement de l'endothélium vasculaire (le plus souvent évaluée comme douteux endothélium-dépendante dilatation [EDD]) et le raidissement des grandes artères élastiques. Bien que diverses techniques existent pour évaluer EDD et grande rigidité de l'artère élastique, les plus couramment utilisés sont la dilatation de l'artère brachiale médiée par le flux (FMD BA) et de la vitesse des ondes de pulsation aortique (aPWV), respectivement. Ces deux mesures non invasives de la dysfonction vasculaire sont des facteurs prédictifs indépendants de futurs événements cardiovasculaires chez les patients avec et sans maladie rénale. Les patients atteints de néphropathie chronique démontrent à la fois une altération de la fièvre aphteuse BA, et augmenté aPWV. Bien que les mécanismes exacts par lesquels le dysfonctionnement vasculaire dévePI était en CKD sont encore mal compris, augmentation du stress oxydatif et une réduction subséquente de l'oxyde nitrique (NO) de biodisponibilité sont des contributeurs importants. Modifications cellulaires dans le stress oxydatif peuvent être évaluées par la collecte de cellules endotheliales vasculaires dans la veine du pli du coude et la mesure de l'expression des protéines de marqueurs de stress oxydatif par immunofluorescence. Nous fournissons ici une discussion de ces méthodes pour mesurer la fièvre aphteuse BA, aPWV, et l'endothélium vasculaire expression de la protéine de la cellule.

Introduction

La maladie rénale chronique (IRC) est un problème majeur de santé publique qui a atteint des proportions épidémiques, touchant ~ 11,5% de la population aux États-Unis seulement 1. Le risque de décès d'origine cardiovasculaire ou un événement cardiovasculaire chez les patients atteints de néphropathie chronique est significativement augmentée par rapport à la population générale 2-4. Bien que les patients atteints de néphropathie chronique présentent une prévalence élevée de facteurs de risque cardiovasculaire traditionnels, ce que explique en partie l'incidence accrue de maladies cardiovasculaires (MCV) 5. Dysfonction vasculaire est importante non traditionnel facteur de risque cardiovasculaire obtenir une reconnaissance accrue dans le domaine de la néphrologie 6-9.

Alors que de nombreux changements susceptibles de contribuer au développement d'un dysfonctionnement artériel, parmi ceux les plus préoccupants sont le développement de la dysfonction endothéliale vasculaire, le plus souvent évaluée comme douteux dilatation endothélium-dépendante (EDD), et la rigidification de l'rge artères élastiques 10. Différentes techniques existent pour évaluer EDD et grande rigidité de l'artère élastique, mais les plus couramment utilisés sont la dilatation médiée par le flux l'artère brachiale fièvre aphteuse BA et de la vitesse des ondes de pulsation aortique (aPWV), respectivement. Une autre technique couramment utilisée pour évaluer EDD est la mesure de la réponse du flux sanguin de l'avant-bras à des agents pharmacologiques tels que l'acétylcholine utilisant occlusion veineuse pléthysmographie 11,12. Cependant, cette méthode nécessite un cathétérisme de l'artère brachiale, qui est plus invasive que la fièvre aphteuse BA et peut être contre-indiqué chez les patients atteints de néphropathie chronique. Une autre technique pour évaluer la rigidité artérielle est de mesurer la compliance artérielle locale (l'inverse de la raideur) de l'artère carotide, même si ce n'est pas aussi largement utilisé ou validée par des critères cliniques que aPWV 13.

Les patients atteints de néphropathie chronique démontrent à la fois une altération de la fièvre aphteuse BA 14-16 et augmentation de la vitesse des ondes de pulsation aortique aPWV 13,17,18, avant même besoin de dialyse. Il est important d'un point de vue clinique, ces deux mesures non invasives de la dysfonction vasculaire sont des facteurs prédictifs indépendants de futurs événements cardiovasculaires et de mortalité tant chez les patients atteints d'IRC 19-21, ainsi que dans d'autres populations 22-26. Ces techniques peuvent être appliquées à l'étude de différentes populations à risque de maladies cardiovasculaires, y compris les patients atteints de néphropathie chronique.

Les mécanismes exacts par lesquels la dysfonction artérielle se développe en CKD sont encore mal compris; Toutefois, la réduction de l'oxyde nitrique (NO) biodisponibilité est un facteur critique 27-30 et un mécanisme commun de deux EDD facultés affaiblies et l'augmentation de la rigidité artérielle 10,31. Dans CKD, le stress oxydatif est augmenté et contribue à la réduction de la biodisponibilité du NO de 32 à 34. Le stress oxydatif est défini comme la biodisponibilité excessive d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) par rapport aux défenses antioxydantes. Stimuli physiologiques, including signalisation inflammatoire, de promouvoir des systèmes d'enzymes antioxydantes pour produire des ROS, y compris l'anion superoxyde (O 2 ● -) (par exemple, l'oxydant enzyme NADPH oxydase.) 35. La production de superoxyde conduit finalement à réduire la biodisponibilité de l'oxyde nitrique (NO).

Avec facultés affaiblies biodisponibilité du NO peut à son tour contribuer au développement de la MRC, comme la dysfonction endothéliale est un facteur prédictif indépendant de l'incident CKD 36. Ceci est cohérent avec les données de l'animal indiquant que l'inhibition de la eNOS induit une hypertension (systémique et glomérulaire), l'ischémie glomérulaire, une glomérulosclérose, et tubulo-interstitielle blessure 37. En effet, réduit la biodisponibilité du NO apparaît nécessaire pour le développement et la progression de la maladie rénale expérimentale qui imite la maladie humaine, suggérant un rôle clé pour la dysfonction endothéliale en CKD humain 38,39.

Marqueurs de stress oxydatif vasculaire peuvent être évalués en vascular cellules endothéliales recueillies auprès de sujets humains de la recherche, en utilisant une technique développée à l'origine par Colombo et al. 40 et modifié Sceaux et al 41-43. Utilisation 2 J-fils stériles, les cellules sont prélevés dans la veine du pli du coude, récupéré, fixe, et, plus tard identifié comme étant des cellules endothéliales et analysés pour l'expression de protéines d'intérêt par immunofluorescence.

Nous fournissons ici une discussion de cette méthode qui peut être utilisée pour une) mesure la fièvre aphteuse BA; b) mesurer aPWV; c) mesurer l'endothélium vasculaire expression de la protéine de la cellule de marqueurs de stress oxydatif. L'accent est mis sur les patients atteints de néphropathie chronique, ne nécessitant pas de dialyse chronique.

Protocol

Ce protocole est conforme aux directives de la Multiple Institutional Review Board Colorado (COMIRB). 1. Préparation pour la vérification session Les participants doivent suivre ces restrictions pour des mesures plus précises: 12 h rapide de la nourriture et de la caféine, 12 h retenue de l'exercice, 12 h retenue de fumer, le cas échéant,> 4 demi-vie retenue de médicaments si possible (peut ne pas être réalisable dans un population tels que les patients CKD)…

Representative Results

FA BA est quantifiée comme la variation maximale de diamètre de l'artère brachiale suivante hyperémie réactive. Ainsi, le diamètre au repos est inférieur au diamètre de la suite de la fin d'une période de 5 min brassard de pression artérielle d'occlusion (figure 1). Le panneau A montre une image échographique représentant de l'artère brachiale, et Groupe B affiche un graphique de l'onde R changement fermée de diamètre de presse brassard à 2 min après, obte…

Discussion

L'obtention de résultats précis pour la fièvre aphteuse BA et aPWV nécessite l'acquisition d'images ultrasonores de haute qualité et des formes d'ondes de pression, respectivement. Au centre de cette formation est et l'utilisation appropriée et continue de chaque technique par l'opérateur 44. En outre, il est essentiel de contrôler autant de variables externes qui peuvent influer sur les résultats que possible par la standardisation de la session de test (par ex…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs remercient Nina Bispham pour son aide technique. Ce travail a été soutenu par l'American Heart Association (12POST11920023), et le NIH (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 
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Keywords: Chronic Kidney DiseaseCardiovascular DiseaseVascular DysfunctionEndothelial DysfunctionFlow-mediated DilationPulse Wave VelocityOxidative StressNitric Oxide
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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).
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