Summary

Оценка функции сосудов у больных с хронической болезнью почек

Published: June 16, 2014
doi:

Summary

Степень сосудистой дисфункции и способствуя физиологические механизмы могут быть оценены у пациентов с хроническим заболеванием почек, измеряя плечевой потока опосредованного расширение артерии, аорты скорости распространения пульсовой волны, а выражение эндотелия сосудов белка клетки.

Abstract

Пациенты с хроническим заболеванием почек (ХБП) значительно увеличили риск сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) по сравнению с населением в целом, и это лишь частично объясняется традиционными факторами риска ССЗ. Сосудистая дисфункция является важным нетрадиционные фактором риска, характеризуется сосудистой дисфункции эндотелия (чаще всего оценивается как нарушения эндотелий-зависимой дилатации [EDD]) и ужесточение крупных упругих артерий. Хотя существуют различные методы для оценки EDD и большой жесткости эластичной артерии, наиболее часто используемый в плечевой поток-опосредованной дилатации артерии (FMD BA) и аортальный скорость пульсовой волны (aPWV), соответственно. Оба этих неинвазивных мер сосудистой дисфункции являются независимыми прогностическими факторами будущих сердечно-сосудистых событий у пациентов с и без заболевания почек. Пациенты с ХБП продемонстрировать как нарушение ящуром бакалавра, и увеличение aPWV. Хотя точные механизмы, по которым сосудистая дисфункция развиLOPS в CKD не полностью понял, увеличилось окислительный стресс и последующее снижение оксида азота (NO) биодоступность вносят важный вклад. Клеточные изменения в окислительном стрессе может быть оценена путем сбора сосудистых эндотелиальных клеток из локтевой вены и измерения экспрессии белка маркеров окислительного стресса с помощью иммунофлюоресценции. Мы предоставляем здесь обсуждение этих методов для измерения ящуром BA, aPWV и выражение эндотелия сосудов белка клетки.

Introduction

Хроническая болезнь почек (ХБП) является серьезной проблемой общественного здравоохранения, которая достигла масштабов эпидемии, влияя ~ 11,5% населения только в 1 США. Риск сердечно-сосудистой смерти или сердечно-сосудистых событий у пациентов с ХБП значительно увеличивается по сравнению с общей популяцией 2-4. Хотя пациенты с ХБП демонстрируют высокую распространенность традиционных сердечнососудистых факторов риска, это только объясняет часть повышенной их 5 случаев сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Сосудистая дисфункция является важным нетрадиционных сердечно-сосудистых факторов риска набирает все большее признание в области нефрологии 6-9.

Хотя многие изменения, скорее всего способствуют развитию артериальной дисфункции, среди тех, наибольшую озабоченность являются развитие сосудистой дисфункции эндотелия, чаще всего оценивается как нарушения эндотелий-зависимой дилатации (EDD), и ужесточение в Лос-АнджелесеRGE упругие артерии 10. Существуют различные способы, чтобы оценить ПДР и большой жесткости упругих артерии, но наиболее часто используются плечевой артерии поток-опосредованной дилатации ящура BA и аорты скорость распространения пульсовой волны (aPWV) соответственно. Еще одним часто используемым методом для оценки ПДР измеряет предплечья ответ приток крови к фармакологических агентов, таких как ацетилхолин использованием венозного окклюзии плетизмографию 11,12. Тем не менее, эта методология требует катетеризации в плечевой артерии, которая является более чем инвазивные ящура BA и может быть противопоказан пациентам с ХБП. Альтернативный метод для оценки артериальной жесткости является для измерения локальной артериальное соответствие (обратную жесткости) сонной артерии, хотя это и не так широко используется или подтверждена с клиническими конечными точками, как aPWV 13.

Пациенты с ХБП продемонстрировать как нарушение ящуром BA 14-16 и увеличение аорты скорости распространения пульсовой волны аРWV 13,17,18, еще до нуждающихся в диализе. Важно с клинической точки зрения, оба эти неинвазивных мер сосудистой дисфункции являются независимыми прогностическими факторами будущих сердечно-сосудистых событий и смертности как у пациентов с ХБП 19-21, а также в других группах населения 22-26. Эти методы могут быть применены к изучению различных популяций, подверженных риску сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе у пациентов с ХБП.

Точные механизмы, посредством которых артериальная дисфункция развивается при ХБП не полностью понял; Однако восстановленный оксид азота (NO) биодоступность является критическим фактором 27-30 и общий механизм как нарушения EDD и повышенное артериальное жесткость 10,31. В CKD, окислительный стресс увеличивается и способствует снижению в ближайшие биодоступность 32-34. Окислительный стресс определяется как чрезмерное биодоступности активных форм кислорода (АФК) по отношению к антиоксидантной защиты. Физиологические стимулы, вклЛУДИНГ воспалительный сигнализацию, способствуют ферментных систем окислителя для производства АФК, в том числе супероксиданиона (O 2-) (например, окислитель фермент NADPH оксидазы.) 35. Производство супероксида в конечном счете приводит к уменьшает биодоступность оксида азота (NO).

Нарушение NO биодоступность не может, в свою очередь способствовать развитию ХБП, как дисфункция эндотелия является независимым предиктором падающего CKD 36. Это согласуется с данными о том, что животное Енос торможение вызывает гипертензию (системное и клубочковой), клубочковой ишемия, гломерулосклероз и тубуло-интерстициальный травмы 37. Действительно, снижение NO биодоступность не представляется необходимой для развития и прогрессирования экспериментальной заболевания почек, который имитирует человеческую болезнь, предполагая, ключевую роль для эндотелиальной дисфункции в человеческой CKD 38,39.

Маркеры сосудистой окислительного стресса могут быть оценены в версииascular эндотелиальные клетки, собранные из объектов исследования, используя метод изначально разработанный Коломбо и др.. 40, а модифицированный Уплотнения и др. 41-43. Использование 2 стерильные J-провода, клетки собирают из локтевой вены, восстановленные, фиксированный, а затем идентифицированы как эндотелиальные клетки и анализировали на экспрессию белков, представляющих интерес с помощью иммунофлюоресценции.

Мы предоставляем здесь обсуждение этой методологии, которая может использоваться в) меры ящура BA; б) измерения aPWV; в) измерить эндотелия сосудов экспрессию белка клеток маркеров окислительного стресса. Основной упор делается на пациентов с ХБП, не требуя хроническому диализу.

Protocol

Этот протокол следует рекомендациям Колорадо Multiple Совета по биомедицинской этике (COMIRB). 1. Подготовка к испытанию сессии Участники должны выполнить следующие ограничения для наиболее точных измерений: 12 час быстрый из пищи и кофеина, 12 ч воздержание от физических ?…

Representative Results

FMD BA количественно как пик изменению диаметра плечевой артерии следующей реактивной гиперемии. Таким образом, диаметр в покое по сравнению с диаметром после окончания периода 5 мин манжета кровяное давление окклюзии (рис. 1). Панель показан репрезентативный ультразвуков?…

Discussion

Получить точные результаты для ящура БА и aPWV требуется приобретения высококачественных ультразвуковых изображений и сигналов давления, соответственно. Центральное место в это уместно и продолжал обучение и использование каждого метода оператором 44. Кроме того, очень важ?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы выражают благодарность Нина Bispham для ее технической помощи. Эта работа была поддержана Американской ассоциации сердца (12POST11920023), и НИЗ (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