Beurteilung der Gefäßfunktion bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung

Summary

Der Grad der vaskulären Dysfunktion beitragen und physiologischen Mechanismen können bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung durch Messen brachialis flussabhängigen Dilatation Aortapulswellengeschwindigkeit und vaskuläre Endothelzellen-Protein-Expression zu beurteilen.

Abstract

Patienten mit chronischer Nierenerkrankung (CKD) haben deutlich erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) im Vergleich zu der allgemeinen Bevölkerung, und das ist nur teilweise durch CVD traditionellen Risikofaktoren erläutert. Vaskuläre Dysfunktion ist ein wichtiger nicht-traditionellen Risikofaktor, gekennzeichnet durch den vaskulären endothelialen Dysfunktion (am häufigsten als beeinträchtigte Endothel-abhängige Dilatation [EDD] beurteilt) und Versteifung der großen elastischen Arterien. Während verschiedene Techniken existieren, um EDD und großen elastischen Arteriensteifheit, beurteilen die am häufigsten verwendet werden, sind Oberarmarterie flussvermittelte Dilatation (FMD _BA) und Aorten-Pulswellengeschwindigkeit (aPWV) sind. Beide nicht-invasive Maßnahmen der vaskulären Dysfunktion sind unabhängige Prädiktoren für zukünftige kardiovaskuläre Ereignisse bei Patienten mit und ohne Nierenerkrankung. Patienten mit CKD zeigen sowohl eingeschränkter _MKS-BA und erhöhte aPWV. Während die genauen Mechanismen, durch die vaskuläre Dysfunktion Entlops in CKD sind unvollständig verstanden, erhöhten oxidativen Stress und eine anschließende Reduzierung der Stickoxid (NO) Bioverfügbarkeit wichtigen Beitrag. Zelluläre Veränderungen im oxidativen Stress kann durch das Sammeln von vaskulären Endothelzellen aus der Antekubitalvene und Mess Protein-Expression von Markern für oxidativen Stress mittels Immunfluoreszenz beurteilt werden. Wir bieten hier eine Diskussion dieser Methoden zur Bekämpfung der MKS _BA, aPWV und vaskuläre Endothelzellen Protein-Expression zu messen.

Introduction

Chronische Nierenerkrankungen (CKD) ist eine große öffentliche Gesundheit betreffen, die epidemische Ausmaße erreicht hat, beeinflussen ~ 11,5% der Bevölkerung allein in den Vereinigten Staaten ^ein. Das Risiko eines kardiovaskulären Todes oder eines kardiovaskulären Ereignisses bei Patienten mit CKD im Vergleich mit der allgemeinen Bevölkerung ^4.2 deutlich erhöht. Obwohl Patienten mit CKD zeigen eine hohe Prävalenz von traditionellen kardiovaskulären Risikofaktoren, das nur erklärt, einen Teil ihrer erhöhten Inzidenz von kardiovaskulären Erkrankungen (CVD) ^5. Vaskuläre Dysfunktion ist eine wichtige nicht-traditionellen kardiovaskulären Risikofaktor immer mehr die Anerkennung auf dem Gebiet der Nephrologie ^6-9.

Während viele Veränderungen mit der Entwicklung der arteriellen Dysfunktion beitragen, unter denen der größte Sorge sind die Entwicklung des vaskulären endothelialen Dysfunktion, am häufigsten als beeinträchtigt Endothel-abhängige Dilatation (EDD) bewertet und Versteifung des large elastische Arterien ^10. Es gibt verschiedene Techniken, um EDD und großen elastischen Arteriensteifigkeit zu bewerten, aber die am häufigsten verwendet werden, sind Oberarmarterie flussvermittelte Dilatation _MKS-BA und Aorten-Pulswellengeschwindigkeit (aPWV) sind. Eine andere häufig verwendete Technik, um beurteilen EDD ist die Messung Unterarmblutfluss Reaktion auf pharmakologische Wirkstoffe wie Acetylcholin mit Venenverschlussplethysmographie ^11,12. Diese Methode erfordert jedoch Katheterisierung der Arteria brachialis, die mehr invasiv als _MKS-BA ist und kann bei Patienten mit CKD kontraindiziert sein. Eine alternative Technik, um arterielle Steifheit zu bewerten ist, um die lokale arterielle Compliance (die Inverse der Steifigkeit) der Halsschlagader zu messen, obwohl dies nicht so weit verbreitet verwendet werden oder mit der klinischen Endpunkte aPWV ¹³ validiert.

Patienten mit CKD zeigen sowohl eingeschränkter MKS _BA ^14-16 und erhöhte Aorten-Pulswellengeschwindigkeit aPWV ^13,17,18, auch vor der Dialyse benötigen. Wichtig ist aus klinischer Sicht sind diese beiden nicht-invasive Maßnahmen der vaskulären Dysfunktion unabhängige Prädiktoren für zukünftige kardiovaskuläre Ereignisse und Mortalität sowohl bei Patienten mit CKD ^19-21, sowie in anderen Populationen ^22-26. Diese Techniken lassen sich Studium verschiedener Populationen in Gefahr, CVD, einschließlich Patienten mit CKD angewendet werden.

Die genauen Mechanismen, durch die arterielle Dysfunktion entwickelt sich in CKD sind unvollständig verstanden; jedoch reduziert Stickstoffmonoxid (NO) Bioverfügbarkeit eine kritische Faktor ^27-30 und ein gemeinsamer Mechanismus sowohl beeinträchtigt EDD und erhöhten arteriellen Steifigkeit ^10,31. In CKD wird oxidativen Stress erhöht und trägt zur Reduzierung der NO-Bioverfügbarkeit ^32-34. Oxidativer Stress gilt als mäßiger Bioverfügbarkeit von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), bezogen auf die antioxidative Schutz definiert. Physiologische Stimuli, inc.Luding entzündlichen Signalisierung fördern Oxidationsenzymsysteme ROS zu produzieren, einschließlich Superoxid-Anion (O ₂ ● ^-) (z. B. die Oxidationsmittel-Enzym NADPH-Oxidase.) ^35. Produktion von Superoxid führt schließlich zur Bioverfügbarkeit von Stickstoffmonoxid (NO) reduziert.

Beeinträchtigte NO Bioverfügbarkeit kann wiederum dazu beitragen, die Entwicklung der CKD, wie endotheliale Dysfunktion ist ein unabhängiger Prädiktor des einfallenden CKD ^36. Dies steht im Einklang mit Tier-Daten, die auf eNOS-Hemmung induziert Hypertonie (systemischen und glomerulären), glomeruläre Ischämie, Glomerulosklerose und Tubulointerstitielle ³⁷ Verletzungen. Tatsächlich reduziert NO Bioverfügbarkeit notwendig erscheint für die Entwicklung und Progression von experimenteller Nierenerkrankung, die menschliche Krankheit imitiert, was auf eine wichtige Rolle für die endotheliale Dysfunktion in der menschlichen CKD ^38,39.

Marker der vaskulären oxidativen Stress in v beurteilenascular Endothelzellen aus menschlichen Versuchspersonen gesammelt, unter Verwendung einer Technik, die ursprünglich von Colombo et al. ⁴⁰ entwickelt und modifiziert Dichtungen et al ^41-43. Mit 2 sterile J-Leitungen werden die Zellen aus der Antekubitalvene gesammelt, zurückgewonnen, fixiert und später positiv als Endothelzellen identifiziert und für die Expression von Proteinen von Interesse unter Verwendung von Immunfluoreszenz analysiert.

Wir bieten hier eine Diskussion dieser Methodik, die zu einer) Maßnahme _MKS-BA verwendet werden kann; b) messen aPWV; c) messen vaskulären endothelialen Zellprotein Expression von Markern für oxidativen Stress. Der Schwerpunkt liegt auf Patienten mit CKD, chronischer Dialyse erfordert.

Protocol

Dieses Protokoll folgt den Richtlinien des Colorado Mehrere Institutional Review Board (COMIRB). 1. Vorbereitung für Testing Session Die Teilnehmer sollten diese Einschränkungen für genaueste Messungen folgen: 12 Stunden schnell aus der Nahrung und Koffein, 12-Stunden-Zurückhaltung von der Übung, 12 h Zurückhaltung von Rauchen, sofern zutreffend,> 4 Halbwertszeit von Zurückhaltung Medikamente, wenn möglich (nicht durchführbar sein, in ein Bevölkerung, wie CKD-P…

Representative Results

FMD BA wird als die Spitzendurchmesseränderung der Arteria brachialis folgenden reaktiven Hyperämie quantifiziert. Somit wird der Durchmesser in Ruhe auf den Durchmesser nach dem Ende des 5-Minuten Blutdruckmanschette Verschlusszeit (Fig. 1) verglichen. Panel A zeigt eine repräsentative Ultraschallbild der Arteria brachialis, und Panel B zeigt eine Grafik der R-Welle gated Änderung im Durchmesser von Manschettenmitteilung zu 2 Minuten nach, als mit kommerziell erhältlichen Software erhal…

Discussion

Beziehen präzise Ergebnisse für die _MKS-BA und aPWV erfordert den Erwerb qualitativ hochwertige Ultraschallbilder und Druckwellenformen auf. Zentral ist dabei angemessene und kontinuierliche Schulung und Nutzung der einzelnen Verfahren durch den Bediener ^44. Darüber hinaus ist es wichtig, so viele externe Variablen, die die Ergebnisse wie möglich durch die Standardisierung der Testsitzung (z. B. vor 12 Stunden fasten, klimatisierten Raum, etc.) ^44,45 beeinflussen st…

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